JPH04133097A - テンポコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は、シーケンサやリズムマシン等に対して実時
間で制御されたテンポクロックを与えることのできるテ
ンポコントローラに関する。

（ｂｌ従来の技術 音楽の最も重要な基本要素の一つに演奏のテンポという
ものがある。テンポは一つの曲の演奏の中でも様々に変
化し曲の表情作りの中で大きな役割を果たしている。そ
のテンポ変化の中には、リタルダンドやアンチニレラン
ドのように大局的なテンポ変化や小節内の細かなテンポ
の揺らぎ等様々なものが含まれる。電子楽器で、特にそ
の自動演奏でこのテンポの微妙な変化を与えるように出
来るとより音楽的な表現が可能になる。シーケンサ等で
このテンポの変化を含む自動演奏を行う場合、最も簡単
な方法はそのテンポの変化も予めデータとして打ち込ん
でおくことである。

ところが、このようなシーケンサ等では実時間での柔軟
なテンポ変更を行うことができない。このことはシーケ
ンサは人間との演奏の同期に関しては無能に近く、人間
の演奏者が機械の方に合ゎせてやらなければならないこ
とを意味する。そこで、この問題を解決するためにシー
ケンサ内で形成されているテンポクロック情報を外部か
ら与え、しかもこのテンポクロツタ情報を実時間で制御
する方法が提案されている。テンポを表現する手段とし
ては最も基本的なものとしてタッピングがある。即ち、
演奏者はタッピングを行うことにより、そのタッピング
に基づいてテンポクロックを発生するようにする。そこ
で、タンピングで与えられるテンポに対しコンピュータ
の演奏をどのように制御するかを考えてみる。

まず、コンピュータ（シーケンサ等の自動演奏を行う電
子楽器）に対してタップでテンポを次々に与えながら演
奏を進めていくとする。第５図においてタップ操作者（
または演奏者）がＡの位置でまず第１回目のタップをし
たとする。この時にはコンピュータの楽譜時間とタップ
を行った時の物理時間とがうまく同期している。仮にそ
の時のテンポのまま演奏が続くと、次の強拍点（即ち次
にタップされるべき位置）はＢの所である。この操作者
がテンポを速めるために少し早い目にＢ′の所でタップ
したとする。ここで操作者とコンピュータとの間に楽譜
時間としてのずれが生しる（この場合は４分の１拍）。

勿論、この時にテンポの差も生しる。そこで、コンピュ
ータの演奏を操作者の意図する演奏と同期させるために
テンポを合わせることが必要になってくる。この例だと
テンポを４７３倍に上げることになる。しかしそれだけ
だとコンピュータの次の強拍点はＣになり、一方探作者
のタップはＣ′であるために時間的ずれ（４分の１拍）
が保存されてしまい完全な同期にはならない。そこでＢ
′の時に生じた時間的ずれは何等かの形で解消して′や
ることが必要になる。この時間的ずれを解消するために
、Ｂの位置をＢ′に、またＣの位置をＣ′にそれぞれ直
ちに或いは徐々に合わせてしまう。第６図はこの方法を
示している。

なお、ここで物理時間と楽譜時間の定義を行うと次のよ
うになる。

物理時間・・・通常の時間である。コンピュータのタイ
マによって生成される例えばミリ秒単位の時間を意味す
る。

楽譜時間・・・楽譜の中での位置を表す。通常１拍の何
分の１かを基本単位として用いる。例えばこの明細書で
は１拍の３８４分の１を単位として楽譜時間を表現し、
Ｍ　ｉ　Ｄ　Ｉ規格ではＦ８が１拍の２４分の１の楽譜
時間を表す単位と解釈される。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところで、テンポを変更するためのテンポクロツタ情報
はターツブデータに基づいて生成されるが、操作者（ま
たは演奏者）が誤ってタッピングを行うとテンポクロッ
ク情報も誤ったものとなる。

この場合、上記の方法では楽譜時間のずれが極めて大き
いものとなってしまう。

そこでこの発明の目的は、今回のタップが誤タップであ
るかどうかを判定するとともに、誤タップである場合に
はそのタップを無視するようにしたテンポコントローラ
を提供することにある。

（ロ）課題を解決するための手段 この発明は、 タップデータを形成するタッピング手段と、前記タップ
データに基づいて現在の楽譜時間の更新を行う楽譜時間
更新手段と、 楽譜時間の更新毎にテンポクロック情報を出力するテン
ポクロック情報出力手段と、 前回のタップ時と今回のタップ時の楽譜時間位置の差を
検出するタップ間楽譜時間差検出手段と前記楽譜時間位
置の差が一定値以下である時今回のタップを誤タップと
見做して無視する手段とを備えてなることを特徴とする
。

（ｅ）作用 この発明では、タッピングのたびに夕・７１間楽譜時間
差検出手段により前回のタップ時と今回のタップ時の楽
譜時間の位置の差が検出され、その差が一定値以下であ
る時に今回のタップを誤タップと見做して無視する。

（ｆ）実施例 第１図はこの発明の実施例のブロック図を示している。

同図の１はテンポコントローラ、２はシーケンサ、３は
音源、４はサウンドシステムを示している。シーケンサ
２内の演奏データメモリには予め演奏データが記憶され
ている。テンポコントローラ１はシーケンサ２に対して
Ｍ　Ｉ　Ｄ　Ｉケーブルを介してテンポクロック情報を
与える。実際には、Ｍ　Ｉ　Ｄ　Ｉケーブル上はクロッ
クではなく、Ｆ８データが流れる。また、Ｆ８データの
他、スタート時にはＦＡデータが出力され、ストップ時
にはＦＣデータが出力される。シーケンサ２はＦ８デー
クを受けると、演奏データメモリのポインタを一つ進め
る。つまり、シーケンサ２は、このテンポクロック乙こ
基づいて内部の演奏データメモリから演奏データを読み
出し音源３に送る。音源３はその演奏データに対応する
波形データを音源メモリから読み出してサウンドシステ
ム４に出力する。

前記テンポコントローラ１はマイクロコンピュータ１０
、操作パネル１１、タイマ１２、タップスイッチ１３お
よびＭ　Ｉ　Ｄ　Ｉインタフェース１４を備えている。

操作パネル１１はスタート／ストップスイッチ、時間ず
れ初期解消率（ｂｙｐａｓｓＲａｔｉｏ）入カスイ・７
チ、テンポずれ解消量（ｉ　ｎ　ｃＴｅｍｐ　ｏ）入カ
スイソチを含む。タイマ１２は外部割り込みタイマとし
て使用される。

タップスイッチ１３は通常のオンオフスイッチである。

このスイッチは操作者がタッピングし易いように、例え
ば足の甲の上下動作でオンオフ動作するものや、手の上
下動作でオンオフ動作する構造のものが望ましい。ＭＩ
　Ｄ　Ｉインタフェース１４はマイクロコンピュータ１
０から出力されるテンポクロック情報に基づいて演奏デ
ータメモリカウントアツプ用のＦ８データをＭＩＤＩケ
ーブル１５に乗セる。なお、テンポクロック情報がＯの
ときにはＦ８データは形成されない。ＭＩＤＩケーブル
１５はＭＩＤＩインタフェース１４のＭＩＤＩＯＵＴ端
子に接続される。

シーケンサ２はシーケンサ本体２０とＭ　Ｉ　Ｄ　Ｉイ
ンタフェース２１とを含む。ＭＩＤＩケーブル１５はＭ
　Ｉ　Ｄ　Ｉインタフェース２１のＭ　Ｉ　Ｄ　Ｉ　Ｉ
Ｎ端子に接続される。シーケンサ本体２０は内部に設け
られている演奏データメモリに図示のような演奏データ
を予め記憶している。図のイベントデータ間のＦ８の数
は楽譜上のイベント間隔に相当する数に等しい。イベン
トデータは、例えばＫＯＮ＜ノートオン）、ＫＣＤ　　
（富商）、ＶＥＬ　　（キーへロシティ：音Ｍ）から構
成され、ポインタがＫＯＮを指したときこれらの演奏デ
ータを順に音ａ３に出力する。

以上の構成により、テンポコントローラｌから出力され
るＦ８データの周期が短くなればシーケンサ２からは楽
譜時間が短くなるように演奏データが出力される。また
、反対に上記周期が長くなれば楽譜時間が長くなるよう
に演奏データが出力される。

次に第２図（Ａ）〜（Ｅ）を参照して上記テンポコント
ローラｌの動作を説明する。

第２図（Ａ）はタップスイッチ１３が操作された時の動
作を示している。このフローでは、テンポずれおよび楽
譜時間ずれを求め、楽譜時間ずれの一部を解消する動作
を行う。

まず、ｎｌにおいてタップ時における操作者の意図する
強拍点の楽譜時間の推定を行う。この位置はＧｕｅｓｓ
Ｐｏｓで表される。第３図においてタップ時をｔ３とす
るとこのＧｕｅｓｓＰｏｓは楽譜時間で１１５２の位置
である。ＱｕｅｓｓＰｏｓは、 ＱｕｅｓｓＰｏｓ＝ （ＣｕｒＰｏ　ｓ／Ｂｅａ　ｔ）＊Ｂｅａ　ｔで求めら
れる。ここでＢｅａ　ｔは１拍の楽譜時間、即ち３８４
であり、Ｃｕｒｉｏｓは現在の楽譜時間位置を表す。例
えば第３図で現在の物理時間がｔ３とすると、ＣｕｒＰ
ｏｓは１０５６である。また、（ＣｕｒＰｏｓ／Ｂｅａ
　ｔ）は四捨五入値を返す。したがって例えば、現在の
物理時間がＬ３とした場合、ＣｕｒＰｏｓが９６０〜１
１５２の間にある場合にはＧｕｅｓｓＰｏｓは１１５２
となり、ＣｕｒＰｏｓが７６８〜９５９の間にある場合
にはＧｕｅｓｓＰｏｓは７６８となる上記のようにＣｕ
ｒＰｏｓは７６８〜９５９の間にある場合にはＧｕｅｓ
ｓＰｏｓが７６８となるため、この場合には今回のタッ
プによって楽譜時間位置に変更がないものと見做される
。即ち、このことは今回のタップが無視されることを意
味する。このように、本実施例では前回のタップ位置に
対する今回のタップ位置が１拍の楽譜時間（定数：３８
４）の１７２以下である時に今回のタップを誤タップと
見做して無視する。もし、前回のタップ位置に対する今
回のタップ位置の差が１拍の楽譜時間の２分の１の時に
も今回のタップを有効と見做せば、テンポを２倍の速さ
に変更する必要が生じてくるが、テンポが急激に２倍に
なることは実際的ではない。そこで、本実施例のように
することが一つの望ましい方法であると考えられる。勿
論、この判定のためのスレソンホールト値となる楽譜時
間位置の差は設計者が任意に設定できるものである。な
お、ｎｌに続くｎ１′において、 ＧｕｅｓｓＰｏｓ＝ＰｒｅｖＰｏｓ？ の判定を行っており、この弐の条件が満足された場合に
ｎ５に進み、満足されない時にだけｎ２のテンポの計算
ステップに進むようにしているが、ｎｌにてＧｕｅｓｓ
Ｐｏｓ＝ＣｕｒＰｏｓてあれば ＧｕｅｓｓＰｏｓ＝ＰｒｅｖＰｏｓとなってｒｌｌ−ｅ
　ｎ５　ヘと進む。即ち、ＧｕｅｓｓＰｏｓがＰｒｅｖ
Ｐｏｓと同一であるということはｎ３．ｎ４で計算され
るテンポおよび楽譜時間のずれがないということを意味
し、結局、今回のタップが誤タップとして見做され無視
されることを意味するｎｌにおいては、 （ＣｕｒＰｏｓ／Ｂｅａ　ｔ） の計算によって四捨五入値を返すようにしているため、
このｎｌによる演算によってタップ間の楽譜時間差が実
質的に求められている。

ＧｕｅｓｓＰｏｓがＰｒｅｖＰｏｓと相違している場合
、即ち前回のタップ時と今回のタップ時の楽譜時間差が
２分の１拍を超える場合は今回のタップを無視してはい
けないためにｎ２以下の動作を行う。つまり、本実施例
では楽譜時間のずれの解消とともに、テンポずれの解消
も行うようにしているため、次のｎ２ではテンポの計算
も行うテンポの計算は、 ｎｅｗＴｅｍｐｏ＝ （ＣｒｕｅｓｓＰｏｓ−ＰｒｅｖＰｏｓ）／（ＣｕｒＴ
ｉｍｅ−ＰｒｅｖＴｉｍｅ）で求められる。ここで、ｎ
ｅｗＴｅｍｐｏは以後実行すべき演奏テンポであり、ｐ
ｒｅｖＰｏｓは前回の楽譜時間位置を示し、Ｃｕ　ｔ　
Ｔ　ｉ　ｍ　ｅは現在の物理時間を示し、ｐｒｅｖＴｉ
ｍｅは前回の物理時間を示している。つまり、ｎ　ｅ　
ｗ　Ｔ　ｅ　ｍ　ｐＯは第３図から明らかなように直線
の傾きを表していることに他ならない。

続いてテンポずれの計算を行う（ｎ３）。テンポずれは
、 ｔｅｍｐｏＤｉ　ｆ　ｆ＝ｎｅｗＴｅｍｐ。

−ＣｕｒＴｅｍｐ。

で表さる。

また、続いてｎ４で楽譜時間のずれを求める。

楽譜時間のずれ量Ｐｏ５Ｄｉｆｆは、 Ｐｏ５Ｄｉ　ｆ　ｆ ＝ＣｕｒＰｏｓ−ＧｕｅｓｓＰｏｓ で求められる。第３図に示す例ではＰｏ５Ｄｉｆｆは−
９６である。次に、データの更新を行う。

つまり、ＧｕｅｓｓＰｏｓをＰｒｅｖＰｏｓとして更新
し、ＣｕｒＴｉｍｅをＰｒｅｖＴｉｍｅとして更新する
。

以上の処理を行った後ｎ６で時間ずれの初期解消モジュ
ールを実行する。

第２図（Ｂ）は時間ずれ初期解消モジュールのフローチ
ャートを示している。ここではタップ時に生した時間ず
れのうち直ちに解消するずれ量を求める。この時に必要
な係数は時間ずれ解消率ｂｙｐａｓｓＲａｔｉｏである
。このｂｙｐａｓｓＲＢ　ｔ　ｉ　ｏは第２図（Ｃ）に
示すように予め操作パネル１１から入力されている。ｂ
ｙｐａｓｓＲａｔｔｏの大きさはＯ〜１の範囲に設定さ
れる。

時間ずれ解消モジュールのｎｌｏでは、時間ずれをｂｙ
ｐａｓｓＲａｔｉｏの分だけ解消することによってＣｕ
ｒＰｏｓを次のように変更する。

ＣｕｒＰｏｓ−ｉ− ＰｏｓＤｉｆｆ＊ｂｙｐａｓｓＲａｔｔなお、上記の式
はＣ言語の記述手法によって示している。数学的に表す
と次のようになる。

ＣｕｒＰｏｓ−ＣｕｒＰｏｓ ＋Ｐｏ５Ｄｉｆ　ｆ＊ｂｙｐａｓｓＲａｔ　ｉ。

第４図（Ａ）では上記の式によって夕・ノブ時にＣｕｒ
Ｐｏｓがｐｌからｐ２に移動していることが分かる。

次にｎｉｌにおいて時間ずれの更新を行う。即ち、 Ｐｏ５Ｄｉｆｆ＊二 （１−ｂｙｐａｓｓＲａｔｉｏ） で更新できる。

第２図（Ｄ）はＭｍｓｅｃ毎にタイマ割り込みで実行さ
れるフローチャートである。このフローではタップスイ
ッチがオンしてから時間すれとテンポずれを少しずつ解
消していく動作を行う。

ｎ３０てＴｅｍｐ　ｏＤ　ｉ　ｆ　ｆが０かどうかの判
定を行い、Ｔｅｍｐ　ｏＤ　ｉ　ｆ　ｆが０であれば、
つまりテンポずれかない場合にはｎ３２へ進みここて時
間ずれの解消ステップを実行する。また、ｔｅｍｐｏＤ
ｉｆｆが０でなければｎ３１でテンポずれの解消ステッ
プを実行し、続いて時間ずれ解消のステップを実行する
。ｎ３２の時間ずれ解消ステップは次の式によって行わ
れる。

ＣｕｒＰｏｓ＊＝ Ｐｏ５Ｄｉｆｆ＊二、、０６； Ｐｏ５Ｄｉｆｆ＊＝０．９４ ここで、０．０６はタップ時以降の時間ずれ解消率であ
り、予め定められている。この式によって、第４図に示
すように１回目の実行てはｐ２からｐ３にＣｕｒＰｏｓ
が移動する。そして、Ｐ。

５Ｄｉｆｆも更新することにより次回の割り込みに備え
る。

またｎ３１のテンポずれ解消ステップでは、次の弐が実
行される。

ＣｕｒＴｅｍｐｏ＋＝ｉｎｃＴｅｍｐｏ　　；ｔｅｍｐ
ｏＤｉｆ　ｆ−＝ｉｎｃＴｅｍｐ。

ここでｉ　ｎ　ｃＴｅｍｐ　ｏはテンポずれの１回当た
りの解消量を示すもので、第２図（Ｅ）に示すように予
め操作パネル１１によって入力されている。

第４図（Ｂ）は上記テンポずれ解消ステップ（ｎ３１）
によって推移してい＜ＣｕｒＴｅｍｐ。

を示している。

第４図（Ａ）、　　（Ｂ）に示すように、楽譜時間のず
れ量はタップ間で指数関数的に減少していき、テンポず
れ量は一次関数で減少していく。

第２図（Ｆ）はＮｍ５ｅｃ毎にタイマ割り込みによって
実行されるフローチャートである。このフローでは、Ｍ
ＩＤＩケーブルに対して演奏データメモリのカウントア
ツプのだめのＭＩＤＩデータＦ８を出力する。

ｎ５１．ｎ５２ではそれぞれ物理時間の維持と楽譜時間
の維持を行う。続いてｎ５３で、現在までのＭ　Ｉ　Ｄ
　Ｔ　Ｃｌ　ｏ　ｃ　ｋ数を求める。ここで、ＭＩＤＩ
Ｃｌｏｃｋ数とはＭＩＤＩ規格で定められる分解能（１
拍当たりのカウント数が２４）でのカウント数である。

現在までのＭＩＤＩＣ１ｏｃｋ数ＣｕｒＦ８Ｃｏｕｎｔ
は、次式で求められるＣｕｒＦ８Ｃｏｕｎｔ＝ Ｃｕ　ｒ　Ｐ　ｏ　ｓ　／　Ｆ　８　Ｔ　ｉ　ｍ　ｅこ
こでＦ８ＴｉｍｅはＭ　Ｉ　Ｄ　Ｉ　Ｃ１ｏ　ｃ　ｋ　
１個当たりの楽譜時間を表す。

続いてｎ５４でＭＩＤＩケーブルに対して出力するＭ　
Ｉ　Ｄ　Ｉ　Ｃｌ　ｏ　ｃ　ｋの数即ちＦ８データの数
を求める。これは、 （ＣｕｒＦ８Ｃｏｕｎｔ ＰｒｅｖＦ８Ｃｏｕｎｔ） で求められる。ここで、ＰｒｅｖＦ８Ｃｏｕｎｔは前回
までのＭ　ｒ　Ｄ　Ｉ　Ｃｌ　ｏ　ｃ　ｋ数を表す。な
お、この割り込みフローが例えば５ｍ５ｅｃ毎に行われ
るとした場合、ｎ５４で出力されるＭＩＤＩＣｌｏｃｋ
（Ｆ８データ）の数はＯまたは１であり、しかも通常の
楽譜の演奏では０がかなり多く、たまに１になるものと
考えられる。

次にｎ５５において、 ＰｒｅｖＦ８Ｃｏｕｎｔ＝ ＣｕｒＦ８Ｃｏｕｎｔ を実行して次回の処理のための準備を行ってリターンす
る。

以上の動作により、時間ずれ初期解消率（ｂｙｐａｓｓ
Ｒａｔｉｏ）の値を大きく設定すればタッピングに対す
る自動演奏出力の追従性が良くなり、また反対にその値
を低く設定すれば滑らかさが良くなる。操作者はこの滑
らかさと追従性のトレードオフを任意に選択することが
できる。また、上記実施例ではテンポずれの解消も行う
ようにしているために、上記の追従性がより改善される
ことになる。

なお、第４図（Ａ）に示すように楽譜時間のずれ量は指
数関数的に解消されるが、勿論−次関数で解消するよう
にすることも可能である。同様にテンポずれ量も任意の
関数で減少させていくことができる。また、第２図（Ｄ
＞のｎ３２に示すように時間ずれ解消率を０．０６の一
定値としたが、この値も操作者が任意に設定可能にてき
る。

（ｇ）発明の効果 この発明によれば、夕・７ピングが短い時間間隔で行わ
れた場合にこれを無視してテンポを保つようにするため
、操作者（または演奏者）が間違って夕・ッピングを行
った場合に、出力される楽音のテンポが不本意に変わる
のを防くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のテンポコントローラにシー
ケンサと音源およびサウンドシステムを接続した時の構
成図、第２図（Ａ）〜（Ｆ）はテンポコントローラの動
作を示すフローチャート、第３図は上記テンポコントロ
ーラの動作を説明するための図、第４図（Ａ）、　　（
Ｂ）は楽譜時間ずれ量とテンポずれ量の変化を説明する
ための図、第５図、第６図−←÷姻は従来考えることの
できたテンポコントローラの原理を説明するための図で
ある。 １−テンポコントローラ、２−シーケンサ、３−音源、
４−サウンドシステム。 り９７スイｄＱ＼ 第２ｒｆ！Ｉ（Ａ＞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タップデータを形成するタッピング手段と前記タ
   ップデータに基づいて現在の楽譜時間の更新を行う楽譜
   時間更新手段と、 楽譜時間の更新毎にテンポクロック情報を出力するテン
   ポクロック情報出力手段と、 前回のタップ時と今回のタップ時の楽譜時間位置の差を
   検出するタップ間楽譜時間差検出手段と前記楽譜時間位
   置の差が一定値以下である時今回のタップを誤タップと
   見做して無視する手段とを備えてなるテンポコントロー
   ラ。