JP2733150B2 - ピアノの自動演奏方法及び装置 - Google Patents
ピアノの自動演奏方法及び装置Info
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- JP2733150B2 JP2733150B2 JP3154961A JP15496191A JP2733150B2 JP 2733150 B2 JP2733150 B2 JP 2733150B2 JP 3154961 A JP3154961 A JP 3154961A JP 15496191 A JP15496191 A JP 15496191A JP 2733150 B2 JP2733150 B2 JP 2733150B2
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-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10F—AUTOMATIC MUSICAL INSTRUMENTS
- G10F1/00—Automatic musical instruments
- G10F1/02—Pianofortes with keyboard
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
及び装置に係り、特に再生時において打鍵の強弱が実際
の発音タイミングに及ぼす影響から来る演奏の流れの中
でのずれをなくし、品位の高い音楽演奏を可能にするた
めのピアノの自動演奏方法及び装置に関する。
打鍵指令(オンイベント)から、実際の発音までにはソ
レノイドの励磁時間の関係等が影響し、強打と弱打で発
音時期のバランスが崩れるという問題があった。
レノイドに対する駆動電力曲線Ldrv を作成する段階
で、図12に示す様に、駆動電力曲線Ldrv の先頭部分
にタイミング補正のための休止期間T1 を設ける手法が
採用されていた。この休止期間T1 は、押鍵データに含
まれる打鍵強度データに基づいて、打鍵強度が大きいほ
ど長い休止期間となる様に、最大100msecの範囲
で設定されていた。
タに基づいて単純に駆動電力曲線Ldrv の休止期間T1
を定めていくと以下の様な問題が発生するおそれがあっ
た。その一つは、強く短い打鍵において、休止期間を長
くとる結果駆動電力の立ち上がりの前にオフイベントが
発生する「逆転現象」が生じるおそれがある。ホラスタ
ッカートなどの場合には、その発音時間が30msec
と極めて短いため、現実問題としてこのおそれを解消し
ておく必要がある。
なされた場合などにおいて、最初の強打についてのオフ
イベントが後の弱打についての休止期間満了後にずれこ
むおそれがある。これでは同一鍵の連打演奏を再現でき
なくなるから、このおそれも解消しておく必要がある。
なお、この現象は後の打鍵から見れば追越しに当たるの
で、以下「追越し現象」と称する。
する場合に、強打と弱打での発音タイミングのずれをな
くすると共に、その結果新たに発生する逆転現象や追越
し現象をなくし、演奏全体のバランスを崩すことなく忠
実に演奏を表現することのできるピアノの自動演奏方法
及び装置を提供することを目的として本発明を完成し
た。
成するためになされた本発明のピアノの自動演奏方法
は、図1に例示する様に、鍵番号と打鍵強度とからなる
押鍵データ及び鍵番号からなる離鍵データを、演奏の流
れに従って順次読み出し(S1)、該読み出された押鍵
データ中の打鍵強度に基づいて定まる駆動電力にてソレ
ノイドを駆動し、離鍵データに対応してソレノイドの駆
動を停止する(S5)ことで演奏情報に基づく演奏の流
れに沿った自動演奏を行うピアノにおいて、前記出力さ
れる演奏情報を打鍵強度に基づく再生時の押鍵タイミン
グと発音タイミングとの時間間隔に対応して遅延させる
ことで強打と弱打との発音時期の整合化をする自動演奏
方法であって(S2)、該整合化の結果、発音タイミン
グと止音タイミングの順番が、演奏情報中の押鍵タイミ
ングと離鍵タイミングの順番と相違することとなる場合
は、前記整合化の結果をさらに補正する(S3,S4)
ことを特徴とする。
タイミングの整合化(S2)により、強打と弱打での再
生時の発音タイミングがバランスを失うことがなく、し
かも、補正(S3,S4)によって「逆転現象」や「追
越し現象」の発生も防止される。
として、図2に例示する様に、鍵番号と打鍵強度とから
なる押鍵データ及び該押鍵データに伴う離鍵データを演
奏の流れに沿った演奏情報として記憶する演奏情報記憶
手段M1と、前記演奏の流れに従って、前記演奏情報中
の個々の押鍵データ及び離鍵データを順次読み出す演奏
情報読出手段M2と、該読み出された押鍵データ中の打
鍵強度に基づいて定まるソレノイド駆動電力にてソレノ
イドを駆動するソレノイド駆動手段M3とを備えるピア
ノの自動演奏装置において、前記演奏情報読出手段M2
により読み出される演奏情報を打鍵強度に基づく再生時
の押鍵タイミングと発音タイミングとの時間間隔に対応
して遅延させることで強打と弱打との発音時期を整合化
する整合化手段M4と、該整合化の結果、一つの押鍵・
離鍵操作における発音タイミングが止音タイミングより
後になった場合には、該止音タイミングを前記後になっ
てしまった発音タイミングよりも後に変更する止音タイ
ミング変更手段M5とを備えることを特徴とするピアノ
の自動演奏装置を用いることができる。これにより、
「逆転現象」の発生が防止される。
は、止音タイミング変更手段M5の内容を変えた以下の
構成とすることができる。即ち、鍵番号と打鍵強度とか
らなる押鍵データ及び該押鍵データに伴う離鍵データを
演奏の流れに沿った演奏情報として記憶する演奏情報記
憶手段M1と、前記演奏の流れに従って、前記演奏情報
中の個々の押鍵データ及び離鍵データを順次読み出す演
奏情報読出手段M2と、該読み出された押鍵データ中の
打鍵強度に基づいて定まるソレノイド駆動電力にてソレ
ノイドを駆動するソレノイド駆動手段M3とを備えるピ
アノの自動演奏装置において、前記演奏情報読出手段M
2により読み出される演奏情報を打鍵強度に基づく再生
時の押鍵タイミングと発音タイミングとの時間間隔に対
応して遅延させることで強打と弱打との発音時期を整合
化する整合化手段M4と、該整合化の結果、同一鍵の連
打における後の押鍵の発音タイミングが先の押鍵の止音
タイミングより前になった場合には、先の押鍵の止音タ
イミングを後の押鍵の発音タイミングよりも前に変更す
る止音タイミング変更手段M5とを備えることを特徴と
するピアノの自動演奏装置により、「追越し現象」を防
止することができる。
施例を説明する。実施例としての自動演奏ピアノ1は、
図3に示す様に、鍵3の下面に取り付けた段付シャッタ
5が、それぞれ発光素子と受光素子とからなる二つのキ
ーセンサ7,8の光路を遮断する時期と時間差とを検出
し、鍵盤号,押鍵タイミング,離鍵タイミング及び打鍵
強度を組み合わせた演奏情報を作成するコントロール部
10を備えている。
CPU11,ROM12,RAM13,バックアップR
AM14,クロック15等を含む論理演算回路であり、
キーセンサ7,8とは入出力ポート16を介して接続さ
れている。また、自動演奏データを記録するためのフロ
ッピディスク21を駆動するフロッピディスクドライバ
23や、自動演奏時の鍵駆動用ソレノイド25や、録
音,再生等の各種動作の指示のための操作パネル27
や、表示用のディスプレイ29等とも入出力ポート16
を介して接続されている。
同様である。本実施例の自動演奏ピアノ1は、図5に示
す様な手順にて演奏者の演奏を録音する点に一つの特徴
を有している。この処理は、操作パネル27にて録音モ
ードが選択されると開始される。なお、実施例はいわゆ
るイベント方式による録音・再生を行う。
通過検出センサ7,8(前述の図3では一つだけ示した
が88鍵全てに配設されている)からの検出信号が変化
したか否かを判断し(S101)、変化があった場合
は、その変化の仕方により、左側のキーセンサ7の検出
値がオンからオフとなった時点からオンイベント発生時
点tonを捉え、右側のキーセンサ8の検出値がオフから
オンとなった時点からオフイベント発生時点toff を捉
える(S102)。
号の変化が押鍵による変化か否かを判断する(S102
a)。S102で把握されたのがオンイベント発生時点
tonであれば、押鍵と判断され、今回のキーセンサ変化
における右側のキーセンサ8の検出値がオンからオフと
なった時点と、左側のキーセンサ7の検出値がオンから
オフとなった時点との時間差△tを算出する(S10
3)。
ータPonを算出する(S104)。ここで、Kは、演算
のための係数であり、シャッタ5の段差の位置関係等に
基づいて予め設定されている。次に、打鍵強度データP
onに基づいて、録音時の発音遅延時間TDrec-onを算出
する(S105)。これは、オンイベント発生時点は鍵
3が発音動作上の特定の位置まで移動したことを表して
いるが、実際の発音は、ハンマ系を機械的に駆動するこ
とによりなされ、鍵3の移動速度によってオンイベント
発生時点との間に差異が生じるのである。
及びオンイベント発生時点tonと組み合わせて押鍵デー
タDonを作成する(S106)。一方、S102aで押
鍵ではない、即ち今回のキーセンサ変化は離鍵による変
化であると判断されたならば、オフイベント発生時点t
off から現実の止音タイミングまでの止音遅延時間TD
rec-off を設定する(S107)。
KNo. 及び打鍵強度データPonを鍵オフイベント発生時
点toff と組み合わせて離鍵データDoff を作成する
(S106)。なお、離鍵データDoff における打鍵強
度Ponは、通常「0」となる。こうして算出された押鍵
データDonには録音時発音遅延時間TDrec-onを付加し
て情報Don+TDrec とし、離鍵データDoff には録音
時止音遅延時間TDrec-off を付加して情報Doff +T
Drec とし、これらをRAM13内の専用のアサイナ中
の空きチャンネルに一時記憶する(S108)。なお、
実施例では64チャンネルで一つのアサイナを構成して
いる。
は、演奏者の押鍵により検出されたオンイベント発生時
点から実際の発音時点までの時間である。従って、図6
に示す様に、打鍵強度Ponが小さいほど長い時間となる
傾向のデータになり、数msec〜100msec程度
の範囲内にある。本実施例では、打鍵強度Ponを変えて
録音時発音遅延時間TDrec-onを予め実測し、この結果
をROM12内にマップ化して書き込んでおき、S10
3にて算出された打鍵強度Ponで参照し、補間法等を用
いて値を特定することとした。
ついては本実施例では35msecに固定してある。こ
れは離鍵に際しての鍵3とアクション部との機構的特性
による戻り速度の代表値である。なお、高度な演奏にお
いては意識的にゆっくりと鍵を離すことがあるが、これ
をも忠実に再現する必要があれば、次の様にすることも
できる。
のキーセンサ7,8の検出値がオフからオンとなった時
点の時間差により、いわゆるオフベロシティを算出し、
このオフベロシティが低速を意味するほど録音時止音遅
延時間TDrec-off が長くなる関係のマップ等を用いて
録音時止音遅延時間TDrec-off を算出してもよい。
は、図7に示す様に、第1バイトに遅延時間データTD
recを、第2バイトに鍵番号データKNo. を、第3バイ
トに打鍵強度データPonを有する情報として16進表示
で記憶される。この図は押鍵データDonだけを示してい
るが、離鍵データDoff についても同様である。
5msec)が経過したか否かを判断する(S108
a)。「NO」と判断されたならば再びS101へ戻
る。なお、S101で「NO」と判断された場合はS1
02〜S108をパスして直接このS108aに移行す
る様に構成されている。
断されたならば、録音用のアサイナ内で最初に処理すべ
きチャンネルについて、そこに一時記憶された情報の遅
延時間データTDrecから微小時間△TDを減算し(S
108b)、減算後の遅延時間データTDrec が0ms
ecとなったか否かを判断する(S109)。
情報としてフロッピディスク21に移動させると共に
(S110)、全チャンネルについてS108,S10
9の処理が実行されたか否かを判断し(S111)、残
ったチャンネルがあればその遅延時間データTDrecか
ら所定値△TDを減算し(S108b)、S109以下
の処理を繰り返し実行する。なお、S109で「NO」
と判断された場合は、S110をパスしてS111へ進
む。
現実の発音タイミング及び止音タイミングの関係にて演
奏情報の録音がなされる。つまり、オンイベント発生t
onやオフイベント発生toff を単に機械的な動作関係だ
けで捉えるのではなく、現実に則した補正を加えて現実
の発音タイミング及び止音タイミングの関係に置き換え
た情報を演奏情報とするのである。
ついて説明する。この処理は、操作パネル27にて再生
モードが選択されると開始され、図8に示す様な手順に
て実行される。まず、フロッピディスク21から読み出
すべき情報があるか否かを判断する(S201)。つま
り、各押鍵データDon及び離鍵データDoff の有する時
系列に関する情報から、それぞれが読み出しタイミング
になったか否かを判断するのである。ここで、再生もイ
ベント方式であるから、押鍵データDonと離鍵データD
off とは互いに独立した性質を有する。
ば、それをフロッピディスク21から読み出し(S20
1a)、オンイベントに対応するデータであるか否かを
判断する(S201b)。読み出したのがオンイベント
に対応するデータ、即ち押鍵データDonであるならば、
その打鍵強度データPonに基づいて、再生時の発音遅延
時間TDplay-onを算出する(S202)。一方、離鍵
データDoff であるならば止音遅延時間TDplay-offを
設定する(S203)。そして、S202を経たかS2
03を経たかに応じて、押鍵データDon又は離鍵データ
Doff にそれぞれに算出又は設定した再生時発音遅延時
間TDplay-on 又は止音遅延時間TDplay-off を付加
した付加後データDon+TDplay又はDoff +TDplay
を生成し、これらをRAM13内の再生用アサイナの空
きチャンネルに一時割り付ける(S204)。この再生
用のアサイナも64チャンネルで構成されている。
は、図9に示す様に、打鍵強度Ponが大きいほど長い時
間となる傾向のデータであり、数msec〜100ms
ec程度の範囲内にある。これも予め実測した結果をR
OM12内にマップ化して書き込んでおき、打鍵強度P
onで参照し、補間法等を用いて値を特定することとし
た。一方の再生時止音遅延時間TDplay-offについては
35msecに固定してある。この35msecという
値も録音時と同様に鍵3とアクション部との機構的特性
による戻り速度の代表値である。この値についてもオフ
ベロシティを算出してそれなりに差のある値としてもよ
いことはもちろんである。
に対するものであるか離鍵に対するものであるかを判断
する(S205)。S205の処理において今回の割付
が押鍵に対するものであると判断されたならば、再生用
アサイナ中に同一鍵についての離鍵に関する付加後デー
タDoff +TDplayが既に割り付けられているか否かを
判断する(S206)。「YES」と判断されたならば
既に割り付けられている離鍵に関する付加後データDof
f +TDplay中の止音遅延時間TDplay-offの方が、今
回割り付けようとしている押鍵に関する付加後データD
on+TDplay中の発音遅延時間TDplay-on よりも大き
いか否かを判断する(S207)。つまり、今回の割り
付けにより「追越し現象」が起こるか否かを判断する。
S207の処理において「YES」と判断された場合に
は、既に割り付けられていた離鍵に関する付加後データ
Doff +TDplay中の止音遅延時間TDplay-offを、今
回割り付けようとしている押鍵に関する付加後データD
on+TDplay中の発音遅延時間TDplay-on よりも小さ
い値まで強制的に遅延時間の減算を行う(S208)。
り付けが離鍵に対するものであると判断されたならば、
再生用アサイナ中に同一鍵についての押鍵に関する付加
後データDon+TDplayが既に割り付けられているか否
かを判断する(S209)。「YES」と判断されたな
らば既に割り付けられている押鍵に関する付加後データ
Don+TDplay中の発音遅延時間TDplay-on の方が、
今回割り付けようとしている離鍵に関する付加後データ
Doff +TDplay中の止音遅延時間TDplay-offよりも
小さいか否かを判断する(S210)。つまり、今回の
割り付けにより「逆転現象」が起こるか否かを判断す
る。S210の処理において「YES」と判断された場
合には、今回割り付けた離鍵に関する付加後データDof
f +TDplay中の止音遅延時間TDplay-offを、既に割
り付けてある押鍵に関する付加後データDon+TDplay
中の発音遅延時間TDplay-on よりも大きい値まで強制
的に遅延時間の加算を行う(S211)。
13内の再生用アサイナには、図10に示す様に、第1
バイトに遅延時間データTDplayを、第2バイトに鍵番
号データKNo. を、第3バイトに打鍵強度データPonを
有する情報として16進表示で記憶される際に、割り付
け当初(A)であったものが(B)の様に書き換えられ
る。同じく、S209〜S211の処理の結果、図11
に示す様に、割り付け当初(A)であったものが(B)
の様に書き換えられる。
5msec)が経過したか否かを判断する(S211
a)。「NO」と判断されたならば処理を終了する。な
お、S201で「NO」と判断された場合は以下の処理
をパスして直接このS211aに移行する様に構成され
ている。また、S206,S207,S209,S21
0で「NO」と判断された場合も直ちにこのS211a
に移行する。
断されたならば、再生用アサイナ内の最初に処理すべき
チャンネルについて、そこに一時割り付けられた情報の
遅延時間データTDplayから微小時間△TDを減算し
(S211b)、減算後の遅延時間データTDplayが0
msecとなったものがあるか否かを判断する(S21
2)。
されたらその0msecとなった遅延時間データTDpl
ayが付加されていたデータDon又はDoff に基づいて、
直ちにソレノイドを駆動制御する(S213)。そし
て、再生用アサイナの全チャンネルについてS211b
以下の処理を終了したか否かを判断し(S214)、残
ったチャンネルがあればそのチャンネルに一次割り付け
られた情報の遅延時間データTDplayから微小時間△T
Dを減算し(S211b)、S212以下の処理を繰り
返し実行する。なお、S212で「NO」と判断された
場合は、S213をパスしてS214へ進む。
現実の発音タイミング及び止音タイミングの関係にて演
奏情報がソレノイドへ与えられ、直ちに駆動制御され
る。つまり、オンイベント発生tonを真の発音時期に合
わせて出力するので、ソレノイド駆動回路側では休止期
間を演算する必要がなく、オンイベントに直ちに応じて
ソレノイドを駆動すればよいのである。
に当たって、S205〜S211の処理を採用したこと
により、同一鍵の連打の場合の「追越し現象」の発生を
確実に防止し(S205,S206〜S208)、ホラ
スタッカートの様な演奏における「逆転現象」の発生を
も的確に防止することができる(S205,S209〜
S211)。
象」の防止に当たって、発音タイミングではなく止音タ
イミングの方を補正する手法を採用したことにより発音
タイミングのバランスを崩すことがない。なお、演奏の
バランスは発音タイミングが大きく支配しており、止音
タイミングにかかる強制的な変更を行っても演奏全体の
バランスを崩すことがない。
明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内の種々なる態様を採用することができる。
従った自動演奏を実行する場合に、強打と弱打での発音
タイミングのずれをなくすると共に、その結果新たに発
生する不具合を防止することができる。
現象や追越し現象をなくし、演奏全体のバランスを崩す
ことなく忠実に演奏を表現することのできるピアノの自
動演奏方法及び装置を提供することを目的として本発明
を完成した。特に、請求項2記載の装置によれば、発音
と止音の逆転現象を防止し、ホラスタッカートの様な演
奏技法をも演奏全体の発音タイミングのバランスの中で
的確に再現することができる。
鍵連打の場合の先の止音を後の発音が追い越す追越し現
象を防止し、的確な演奏の再現をすることができる。
方法の構成を例示する概略手順図である。
ノの自動演奏装置の構成を例示する概略構成図である。
出手段の構成を示す概略構成図である。
ル部と各部との接続関係を示す概略構成図である。
ある。
す説明図である。
である。
ある。
す説明図である。
し現象」の発生を防止する様子を示した説明図である。
ける「逆転現象」の発生を防止する様子を示した説明図
である。
動電力曲線の説明図である。
手段、M3・・・ソレノイド駆動手段、M4・・・整合
化手段、M5・・・止音タイミング変更手段、1・・・
自動演奏ピアノ、3・・・鍵、5・・・段付シャッタ、
7,8・・・キーセンサ、10・・・コントロール部、
13・・・RAM、21・・・フロッピディスク、23
・・・フロッピディスクドライバ、25・・・鍵駆動用
ソレノイド、27・・・操作パネル、29・・・ディス
プレイ。
Claims (3)
- 【請求項1】 鍵番号と打鍵強度とからなる押鍵データ
及び鍵番号からなる離鍵データを、演奏の流れに従って
順次読み出し、該読み出された押鍵データ中の打鍵強度
に基づいて定まる駆動電力にてソレノイドを駆動し、離
鍵データに対応してソレノイドの駆動を停止することで
演奏情報に基づく演奏の流れに沿った自動演奏を行うピ
アノにおいて、前記出力される演奏情報を打鍵強度に基
づく再生時の押鍵タイミングと発音タイミングとの時間
間隔に対応して遅延させることで強打と弱打との発音時
期の整合化をする自動演奏方法であって、該整合化の結
果、発音タイミングと止音タイミングの順番が、演奏情
報中の押鍵タイミングと離鍵タイミングの順番と相違す
ることとなる場合は、前記整合化の結果をさらに補正す
ることを特徴とするピアノの自動演奏方法。 - 【請求項2】 鍵番号と打鍵強度とからなる押鍵データ
及び該押鍵データに伴う離鍵データを演奏の流れに沿っ
た演奏情報として記憶する演奏情報記憶手段と、前記演
奏の流れに従って、前記演奏情報中の個々の押鍵データ
及び離鍵データを順次読み出す演奏情報読出手段と、該
読み出された押鍵データ中の打鍵強度に基づいて定まる
ソレノイド駆動電力にてソレノイドを駆動するソレノイ
ド駆動手段とを備えるピアノの自動演奏装置において、
前記演奏情報読出手段により読み出される演奏情報を打
鍵強度に基づく再生時の押鍵タイミングと発音タイミン
グとの時間間隔に対応して遅延させることで強打と弱打
との発音時期を整合化する整合化手段と、該整合化の結
果、一つの押鍵・離鍵操作における発音タイミングが止
音タイミングより後になった場合には、該止音タイミン
グを前記後になってしまった発音タイミングよりも後に
変更する止音タイミング変更手段とを備えることを特徴
とするピアノの自動演奏装置。 - 【請求項3】 鍵番号と打鍵強度とからなる押鍵データ
及び該押鍵データに伴う離鍵データを演奏の流れに沿っ
た演奏情報として記憶する演奏情報記憶手段と、前記演
奏の流れに従って、前記演奏情報中の個々の押鍵データ
及び離鍵データを順次読み出す演奏情報読出手段と、該
読み出された押鍵データ中の打鍵強度に基づいて定まる
ソレノイド駆動電力にてソレノイドを駆動するソレノイ
ド駆動手段とを備えるピアノの自動演奏装置において、
前記演奏情報読出手段により読み出される演奏情報を打
鍵強度に基づく再生時の押鍵タイミングと発音タイミン
グとの時間間隔に対応して遅延させることで強打と弱打
との発音時期を整合化する整合化手段と、該整合化の結
果、同一鍵の連打における後の押鍵の発音タイミングが
先の押鍵の止音タイミングより前になった場合には、先
の押鍵の止音タイミングを後の押鍵の発音タイミングよ
りも前に変更する止音タイミング変更手段とを備えるこ
とを特徴とするピアノの自動演奏装置。
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