JP4354546B2 - 楽器演奏動作検出と楽器演奏動作指導のための装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
楽器演奏動作検出と楽器演奏動作指導のための装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鍵盤楽器の運指を含めた演奏動作の指導を行うために用いて好適な、楽器演奏動作検出装置、楽器演奏動作指導装置、楽器演奏動作検出方法、楽器演奏動作指導方法、楽器演奏動作検出プログラム、および楽器演奏動作指導プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、楽器の演奏指導を行うための様々な技術が提案されている。例えば、演奏する際に使用者に運指を指示するための技術として、特開平７−３３４０７３号公報には、押鍵すべき指の位置や動きを、ＬＥＤ表示によって指示する手段が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−３３４０７３号公報に記載された発明では、模範となる運指情報を表示するだけであるので、使用者は、模範通りに演奏できたか否かについて、自分自身で判定することは困難であった。
このような問題は、演奏動作を記録し、演奏後に自分の演奏動作を確認することによって解決できる。例えば、特開昭５７−５４９９２号公報には、楽器を演奏する事により自動的に譜面を作成する装置が記載されている。この技術を用いれば、作成された譜面と模範となる譜面とを比較することにより、使用者は演奏後に自分が正しい鍵を押下したか否かを確認することができる。
【０００４】
しかしながら、譜面が作成されるのは演奏終了後であるので、リアルタイムに間違いを判断することができない上に、作成された譜面を模範となる譜面と比較しなければならず、間違いを認識するためには大変手間がかかるという問題がある。また、譜面に表示される情報は、音程や音長などの音楽情報のみであるので、指示された運指通りに演奏できたか否かについては判断できるものではない。
このように従来の技術では、演奏動作を指導するためには不十分であった。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、演奏動作を自動的に検出し、運指を含めた演奏動作の指導をすることができる、楽器演奏動作検出装置、楽器演奏動作指導装置、楽器演奏動作検出方法、楽器演奏動作指導方法、楽器演奏動作検出プログラム、および楽器演奏動作指導プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段とを具備することを特徴とする楽器異演奏動作検出装置を提供する。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の楽器演奏動作検出装置において、複数の前記指が左手に属する指と右手に属する指とからなる場合に左右の手が交差したか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が左右の手が交差したと判定した場合に、左右の手を交差させた状態における前記複数の指の並びに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける交差対応付け手段とを具備することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の楽器演奏動作検出装置において、前記判定手段は、前記演奏データ出力手段による過去の対応付けの結果を左手に属する指のグループと右手に属する指のグループとに分け、いずれかのグループにおいて単位時間内に操作された前記操作子と直前の単位時間内に操作された前記操作子との距離が閾値を超えた場合に、左右の手が交差したと判定することを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の楽器演奏動作検出装置において、前記判定手段は、前記演奏データ出力手段による過去の対応付けの結果を左手に属する指のグループと右手に属する指のグループとに分け、いずれかのグループにおいて単位時間内に操作された複数の前記操作子相互の距離が閾値を超えた場合に、左右の手が交差したと判定することを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の楽器演奏動作検出装置特定の距離だけ離れた複数の前記操作子が単位時間内に操作される可能性の高さを表すデータを前記使用者毎に記憶する可能性記憶手段を有し、前記判定手段は、前記可能性記憶手段の記憶内容に基づいて重み付けをした判定を行うことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の楽器演奏動作検出装置において、前記操作子識別情報と前記指識別情報との特定の組合せを予め記憶する組合せ記憶手段を有し、前記演奏データ出力手段は、前記組合せ記憶手段の記憶内容に基づいて、前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付けることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項７に記載の発明は、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段と、模範となる演奏動作を示す模範演奏データを記憶する模範演奏データ記憶手段と、前記模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較手段と、前記演奏動作比較手段の比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成手段と、前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示手段とを具備することを特徴とする楽器演奏動作指導装置を提供する。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の楽器演奏動作指導装置において、前記表示手段は、運指を含めた演奏動作を示す譜面を作成して表示することを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の楽器演奏動作指導装置において、前記表示手段は、前記比較手段の比較結果を逐次表示することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項１０に記載の発明は、受信手段が、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信ステップと、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置された指識別手段が、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別ステップと、演奏データ出力手段が、前記受信ステップで受信された操作子識別情報と前記指識別ステップで出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力するステップであって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力ステップとを具備することを特徴とする楽器演奏動作検出方法を提供する。
【００１１】
また、請求項１１に記載の発明は、受信手段が、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信ステップと、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置された指識別手段が、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別ステップと、演奏データ出力手段が、前記受信ステップで受信された操作子識別情報と前記指識別ステップで出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力するステップであって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力ステップと、演奏動作比較手段が、模範となる演奏動作を示す模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較ステップと、比較データ作成手段が、前記演奏動作比較ステップでの比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成ステップと、表示手段が、前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示ステップとを具備することを特徴とする楽器演奏動作指導方法を提供する。
【００１２】
また、請求項１２に記載の発明は、コンピュータを、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１３】
また、請求項１３に記載の発明は、コンピュータを、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段と、模範となる演奏動作を示す模範演奏データを記憶する模範演奏データ記憶手段と、前記模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較手段と、前記演奏動作比較手段の比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成手段と、前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について鍵盤楽器を例にして説明する。
【００１５】
１．実施形態の構成
１−１．全体構成
図１は、実施形態の全体構成を示す図である。本実施形態は、グローブ１００Ｌ、１００Ｒを装着した使用者がキーボード２００を演奏する際の演奏動作の指導を、本発明にかかる指導装置３００によって行うように構成されている。すなわち、使用者は、グローブ１００Ｌを左手に、グローブ１００Ｒを右手に装着して、キーボード２００を演奏する。指導装置３００は、グローブ１００Ｌ、１００Ｒおよびキーボード２００から押下された鍵およびその鍵を押下した指を特定し、模範となる演奏と比較することによって、演奏動作の指導を行う。
ここで、「演奏動作」とは、例えば鍵を押す、離すといった使用者が鍵盤楽器を操作する運指を含めた動作をいう。演奏動作は、鍵盤楽器を操作した指とその指で操作された鍵を対応づけて特定する。
【００１６】
グローブ１００Ｌ、１００Ｒには、各指の先に押圧を検出する圧電センサが配置されており、演奏者が鍵を押下すると、圧電センサからオン信号が出力されるようになっている。各圧電センサからの出力線は、それぞれ指導装置３００に入力されており、指導装置３００はこの圧電センサからの出力信号によって、鍵を押下しているか否かという状態を各指毎に検出することができる。
なお、グローブ１００Ｌ、１００Ｒは、上記の構成のように圧電センサをグローブ内に配置する構成の他にも、圧電センサを配置した指サックを各指に装着するようにしてもよい。
【００１７】
キーボード２００は、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）規格に対応した電子楽器であり、８８鍵を有する鍵盤を備えている（図では一部省略）。使用者が演奏を行うと、キーボード２００は例えばキーセンサによって演奏動作を検出し、演奏動作を示す信号（ＭＩＤＩメッセージ）を出力する。鍵盤楽器では、鍵と発音する音高が一対一で対応しているので、操作された鍵は、ＭＩＤＩ規格において音高を示すノートナンバーを用いて特定される。指導装置３００は、ＭＩＤＩメッセージから、操作された鍵の状態を各鍵毎に検出することができ、ノートナンバーからいずれの鍵が操作されたか特定することができる。
なお、以下の説明においては、キーボード２００の鍵を特定して記載する場合もノートナンバーを用いる。例えばＣ３に相当する鍵は、発音するノートナンバーは６０であるので、鍵６０と表記する。
【００１８】
指導装置３００は、ＣＰＵ１がＲＯＭ２に記憶されたプログラムに従ってバスを介して接続された各部を制御することによって機能する。バスには、ＣＰＵ１が動作する際のワークエリアが設定されるＲＡＭ３、大容量磁気ディスク記憶装置であるハードディスク（ＨＤＤ）４、その他、フロッピーディスクなどの外部ディスク媒体１０に記録されたデータやプログラムを読み込むための外部ディスクインターフェイス５の他、ＭＩＤＩインターフェイス６、グローブインターフェイス７、表示部インターフェイス８、プリンタインターフェイス９等の外部機器とのインターフェイスが接続されている。
【００１９】
１−２．データ構成
ここで、本実施形態で用いられるデータ構成について説明する。まず、本実施形態では、個々の演奏動作を示す演奏動作データとして、ＭＩＤＩ規格に従ったデータ（ＭＩＤＩメッセージ）を用いる。
ＭＩＤＩメッセージは、図２に示すように、メッセージの種類を示すステータスバイトと、各メッセージ毎に定義されたデータバイトとから構成されている。本実施形態では、主に、ノートオンメッセージおよびエクスクルーシブメッセージを用いて説明する。
【００２０】
ノートオンメッセージは、演奏動作のうち押鍵を示すメッセージであり、ステータスバイトにはノートオンを示すデータが割り当てられる（図２（ａ）参照）。続くデータバイトには、押下した鍵を示すノートナンバー、鍵を押下した強さを示すベロシティが割り当てられる。例えば、キーボード２００の鍵６０が押下されると、ノートナンバーが６０となるノートオンメッセージが作成されて、キーボード２００から出力される。また、ノートオフメッセージは、離鍵動作を示すメッセージでありノートオンメッセージと対となって出力される。ノートオンメッセージが出力されてからノートオフメッセージが出力されるまでが、押鍵から離鍵までの動作を示すことになる。
【００２１】
エクスクルーシブメッセージは、ＭＩＤＩ規格上ではデータバイトに定義のないメッセージであるが、本実施形態では、演奏動作のうち、鍵を押下した指（運指）を示すメッセージとして用いる（図２（ｂ）参照）。
すなわち、押下した鍵および押下した指を示す２種類のデータを割り当てるためのデータバイトを定義する。
まず、第１のデータバイトには、押下した鍵を示すノートナンバーを割り当てる。第２のデータバイトには、押下した指を示す指ナンバーを割り当てる。指ナンバーは、例えば右手の親指を１Ｒ、人指し指を２Ｒ、中指３Ｒ、薬指４Ｒ、小指５Ｒとし、左手の親指を１Ｌ、人指し指を２Ｌ、中指３Ｌ、薬指４Ｌ、小指５Ｌとする。
運指を示すエクスクルーシブメッセージは、後に説明するように、グローブ１００Ｌ、１００Ｒのそれぞれの指に配置された圧電センサの出力信号のオン状態と、キーボード２００から出力されたノートオンメッセージとの相関関係から、指導装置３００によって作成される。例えば、右手の親指（１Ｒ）で鍵６０を押下すると、第１のデータバイトに６０が、第２のデータバイトに２Ｒが割り当てられたエクスクルーシブメッセージが作成される。
【００２２】
また、エクスクルーシブメッセージは、演奏者の運指が模範となる運指と一致するか否かを示すデータとしても用いられる。すなわち、上述の第１および第２のデータバイトによって示される運指が、模範となる運指と一致していないときは、エラーマークを第３のデータバイトに対して割り当てる（図２（ｃ）参照）。ただし、模範となる運指と一致している場合は、エラーマークは割り当てられない。
【００２３】
また、各ＭＩＤＩメッセージに後述する時間情報を付加したデータを「ＭＩＤＩデータブロック」とする（図２（ｄ）参照）。
そして、１曲を通した演奏動作を示すデータを「演奏データ」とする。この場合、演奏データは、複数のＭＩＤＩデータブロックから構成され、一定のフォーマットに従って構成されている。
また、「模範演奏データ」は、模範となる演奏動作を示す演奏データであり、複数の模範演奏動作データ（ＭＩＤＩブロック）から構成される。
【００２４】
ＭＩＤＩデータブロックは、図２（ｄ）に示すように、ＭＩＤＩメッセージ毎に時間情報が付される。時間情報には、各演奏動作の開始時間情報および演奏動作の継続時間情報が含まれる。
本実施形態では、開始時間情報は、小節番号とその小節内でのステップタイムとによって示される。ステップタイムとは、４分音符のクロック数（分解能）によって決定した単位時間を１ステップとして、小節線に対する経過時間をステップ数で表したものである。なお、本実施形態では、説明を簡略化するため分解能を２として、１ステップは８分音符１拍の長さに対応している。小節番号は、演奏データを作成する際に設定する拍数から決定される。例えば、４／４拍子であれば、８ステップ毎に小節線が入ることになる。
また、演奏動作の継続時間情報もステップ数で示される。なお、演奏動作の継続時間情報は、主に音符の種類を決定するために用いられる。例えば、演奏動作時間が１ステップであれば８分音符に相当し、２ステップであれば４分音符に相当する。
【００２５】
図３（ａ）は、模範となる演奏を譜面に示した図であり、図４（ａ）は、図３（ａ）の演奏に対応した模範演奏データを示したものである。また、図３（ｂ）は、使用者の演奏を譜面に示した図であり、この譜面に示す通りに演奏された場合に作成される演奏データを、図４（ｂ）に示す。
なお、図４（ａ）（ｂ）では、指使いを示したデータ（エクスクルーシブメッセージ）のみを表示し、他の演奏動作を示すデータ（ノートオンメッセージなど）は省略している。また、時間情報は、開始時間情報のみを表示し、継続時間情報は省略している。
【００２６】
ここで、図４（ｂ）の先頭のデータからは、図３に示す譜面の最初の音符（第１小節第１ステップタイム）について、使用者は鍵６０を右手親指（１Ｒ）で押下していることがわかる。
一方、図４（ａ）を参照すると、模範演奏データの第１小節第１ステップタイムも、ノートナンバー６０で指ナンバーが１Ｒである。このように、同一小節同一ステップタイムにおいてノートナンバーと指ナンバーとが一致している場合は、使用者は模範通りに演奏できた場合である。
ところが、第１小節第８ステップタイムでは、模範演奏データではノートナンバー６５で指ナンバーが２Ｒであるにもかかわらず、演奏データでは、ノートナンバー６７で指ナンバーが３Ｒとなっている。このように演奏データと模範演奏データとが一致しない場合は、指ナンバーを特定するエクスクルーシブメッセージの第３のデータバイトに、さらにエラーマークを自動的に割り当てている。このエラーマークによって、使用者が演奏動作を間違えたことを識別できるようになっている。
【００２７】
１−３．指導装置３００の構成
次に、図５を参照して、指導装置３００の構成について説明する。図５では、指導装置３００の機能をブロック化して示してあるが、各機能はＣＰＵ１の動作によって実現される。ただし、模範演奏記憶部３０２は、ＲＡＭ３内の所定領域に設定される。この模範演奏記憶部３０２には、ＣＤ（コンパクトディスク）などの記録媒体４００から模範演奏データが転送されるようになっている。以下、指導装置３００の各機能について説明する。
【００２８】
まず、ＭＩＤＩコンバータ３０１は、グローブ１００Ｌ、１００Ｒおよびキーボード２００から入力される信号に基づいて、ＭＩＤＩメッセージおよびＭＩＤＩデータブロックを作成するものである。
データ比較部３０３は、ＭＩＤＩコンバータ３０１と模範演奏記憶部３０２から入力されるデータとを比較するものであり、エラー情報作成部３０４は、比較結果に基づいてエラー情報を作成するものである。
表示部３０５は、エラー情報に基づいて、使用者の演奏に間違いがあったことを表示するものである。
また、データ記憶部３０６は、演奏データを記憶するものであり、譜面作成部３０７は、データ記憶部３０６に記憶され演奏データに基づいて、エラー情報（エラーマーク）を表示した譜面を作成してプリント出力するものである。
【００２９】
２．実施形態の動作
次に、上記構成を有する実施形態の動作について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、使用者が演奏を開始するに先だって、記録媒体４００から模範演奏記憶部３０２に模範演奏データを読み込む（Ｓ１０１）。そして、読み込まれた模範演奏データの拍数や分解能等に基づいて、作成する演奏データの拍数や分解能等の設定を行う。使用者が演奏することによって検出される信号には、ここで設定されたデータに基づいて、時間情報が付与される。模範演奏データからこれらの情報を読み込むのは、模範演奏データと演奏データとを比較する際に、時間の基準を合わせるためである。
【００３０】
次に、ステップＳ１０１における初期設定が完了すると、演奏可能な状態となり、使用者は演奏を開始する（Ｓ１０２）。演奏開始の際は、図示せぬ録音スイッチ等の操作によって演奏の記録開始を指示する。
演奏が開始されると、ＭＩＤＩコンバータ３０１は、グローブ１００Ｌ、１００Ｒおよびキーボード２００から出力される信号を読み込み、演奏動作を検出し、検出された情報に基づいてＭＩＤＩデータブロックを作成して、データ比較部３０３に出力する（Ｓ１０３）。
【００３１】
ここで、ＭＩＤＩコンバータ３０１のＭＩＤＩデータブロック作成動作について説明する。なお、ここでは、運指情報を示すエクスクルーシブメッセージの作成について説明し、その他のＭＩＤＩメッセージから作成されるＭＩＤＩデータブロックについては、周知であるシーケンサのリアルタイム入力機能と同様であるので説明は省略する。
【００３２】
図７は、ＭＩＤＩデータブロック作成動作を示すフローチャートである。
まず、グローブ１００Ｌ、１００Ｒから入力されるオン信号および、キーボード２００から入力されるＭＩＤＩメッセージ信号にクオンタイズを行う（Ｓ２０１）。クオンタイズとは、入力される信号を最小単位時間に量子化することであり、本実施形態では、最小単位時間を１ステップタイムとしている。すなわち、図８に示すように、実際には同時に押下されて同時の演奏動作を示すはずの信号のタイミングがずれて入力される場合（図８▲１▼参照）でも、同じステップタイムに入力された信号として扱われるようになる（図８▲２▼参照）。
【００３３】
なお、一つの演奏動作の動作時間は、ノートオンメッセージが入力されてから、ノートオフメッセージが入力されるまでの時間によって決定される。例えば、右手親指（１Ｒ）が、鍵６０を２ステップタイム長だけ押下していた場合は、図８▲３▼に示すように、第１ステップタイムにおいてノートオンメッセージおよびグローブ１００Ｒからのオン信号が入力され、第３ステップタイムにおいてノートオフメッセージが入力された場合には、一つの演奏動作が２ステップタイム分（４分音符１拍分）なされたものとして扱う。
しかし、第２ステップタイムにおいて検出されるグローブ１００Ｒのオン信号については、第１ステップタイムにおける演奏動作の継続に伴う入力信号と判断される。
【００３４】
次に、同じステップタイムにおいて、データが複数あるか否かを判定する（Ｓ２０２）。複数のデータがないと判定された場合は（Ｓ２０２；ＮＯ）、指ナンバーとノートナンバーの組み合わせは一つしかないので、その組み合わせでエクスクルーシブメッセージを作成し、時間情報を付してＭＩＤＩデータブロックを作成する（Ｓ２０４）。
【００３５】
同じステップタイムに複数のノートナンバーと指ナンバーがある場合には（Ｓ２０２；ＹＥＳ）、押下された鍵と押下した指とを一致させてエクスクルーシブメッセージを作成しなくてはならない。そこで、ＭＩＤＩコンバータ３０１は、ＲＯＭ２に記憶されたプログラムに従って、押下された鍵と押下した指との割り当てを行う（Ｓ２０３）。そして、一致させたエクスクルーシブを作成し、時間情報を付してＭＩＤＩデータブロックを作成する（Ｓ２０４）。
【００３６】
ここで、図９に示すフローチャートを参照して、押下された鍵と押下した指とを対応つける場合の動作について説明する。
まず、グローブ１００Ｌまたは１００Ｒから検出されたオン信号が全て同じグローブからの出力信号であるか否かを判定する（Ｓ３０１）。
全て同じグローブからの出力信号であると判定された場合は（Ｓ３０１；ＹＥＳ）、次に、それらの手が右手、すなわちグローブ１００Ｒからの出力信号であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。そして、右手であると判定された場合は（Ｓ３０２；ＹＥＳ）、鍵盤は使用者に対して向かって左から音高の低い順にならんでいるので、ノートナンバーの小さい順に指ナンバーの小さいものを割り当てる。
逆に、左手であると判定された場合は（Ｓ３０２；ＮＯ）、ノートナンバーの小さい順に指ナンバーの大きいものを割り当てる。
【００３７】
ステップＳ３０１の判定において、同時に両手で鍵を押しており、グローブ１００Ｌ、１００Ｒのいずれからもオン信号が検出されたと判定された場合は（Ｓ３０１；ＮＯ）、まず、左右の手が交差していないものとして割り当てを行う。すなわち、ノートナンバーの小さい順に、左手グローブ１００Ｌのオン状態になっている指ナンバーの大きい順に割り当て（Ｓ３０５）、残りのノートナンバーの小さい順に、右手グローブ１００Ｒのオン状態になっている指ナンバーの小さい順に割り当てる（Ｓ３０６）。
【００３８】
次に、左右の手が交差している場合であるか否かを判定する（Ｓ３０７）。左右の手が交差して演奏する場合があるからである。
ここで、左右の手が交差しているか否かの判定方法について説明する。このステップ（Ｓ３０７）における判定の前に、左右の手が交差していない場合を前提に割り当てを行っているが、この割り当てが不自然であれば左右の手が交差していると考えられる。
【００３９】
演奏する際に左右の手を交差させるか否かを人間が判断する場合は、主に曲の流れで判断する。そこで、本実施形態では、各ステップタイムにおいてノートナンバーと指ナンバーとの割り当てが確定する度に、左右それぞれの手が押下した鍵のノートナンバーの度数を示すテーブルを時系列で作成する。そして、左右の手が交差しているか否かの判定を行う場合は、この頻度テーブルを参照する。
図１０は、頻度テーブルの例である。図中（ａ）は右手の、（ｂ）は左手の第４小節第６ステップタイムまでの頻度を示している。テーブルは１ノートナンバーごとに１行が対応しており、各列は、割り当てが確定する度に新しく作成される。なお図１０中では、使用されなかったノートナンバーは省略している。
図１０に示した例では、右手（ａ）ではこれまでに２９回データが作成されており、また、左手（ｂ）ではこれまでに１５回データが作成されており、それぞれ図に示す分布になっている。
【００４０】
ステップＳ３０５、Ｓ３０６において割り当てたノートナンバーが、過去に押下した鍵のノートナンバーの分布と比較して大きな隔たりがある場合は、左右の手が交差していると判定する。大きな隔たりとは、参照したノートナンバーが、割り当てられている手のテーブルの直前のノートナンバーの数値に比較して、１オクターブ以上離れている場合である。この場合は、ノートナンバーの差が１２以上になる。
また、通常、片手が同時に押下する鍵は１オクターブ以上は離れない。そこで、片手に割り当てられたノートナンバーの組み合わせのうち、１２以上はなれたノートナンバーが含まれる場合も左右の手が交差していると判定する。
【００４１】
例えば、図３、図４に示す演奏では、第４小節の第７ステップタイムでは、キーボード２００からはノートナンバー６７、７９、８３、８８のノートオンメッセージが入力され、グローブ１００Ｌ、１００Ｒからは、５Ｌ、２Ｌ、１Ｌ、３Ｒのオン信号が入力される。まず、Ｓ３０５、Ｓ３０６における割り当てでは、５Ｌが６７、２Ｌが７９、１Ｌが８３、３Ｒが８８と対応付けているが、左手の度数テーブル（図１１（ｂ））では、直前に押鍵されたノートナンバー４８と、５Ｌに割り当てられた６７とはノートナンバーの差が１９であるので不自然と判断される。また、６７、６９、８３を左手に割り当てると、（最高ノートナンバー８３）−（最低ノートナンバー６７）＝１６差があるので、片手で同時に押下する範囲を越えており、やはり不自然と判定される。このような場合に、左右が交差している場合として判定される。
【００４２】
そして、左右の手が交差していないと判定された場合は（Ｓ３０７；ＮＯ）、ステップＳ３０５、Ｓ３０６における割り当てが確定する。
しかし、ステップＳ３０７の判定において左右の手が交差していると判定された場合は（Ｓ３０７；ＹＥＳ）、改めて割り当てを行う。すなわち、ノートナンバーの小さい順に、右手グローブ１００Ｒのオン状態になっている指ナンバーの小さい順に割り当て、（Ｓ３０８）、残りのノートナンバーの小さい順に、左手グローブ１００Ｌのオン状態になっている指ナンバーの大きい順に割り当てる（Ｓ３０９）。
【００４３】
説明を再び図６に示すフローチャートに戻す。上述のように、ステップＳ１０３においてして作成されたＭＩＤＩデータブロックは、データ比較部３０３に入力される。
データ比較部３０３は、入力されたＭＩＤＩデータブロックのステータスがエクスクルーシブであるか否かを判定し（Ｓ１０４）、エクスクルーシブではないと判定した場合は（Ｓ１０４；ＮＯ）、ＭＩＤＩデータブロックをデータ記憶部３０６に出力し、データ記憶部３０６は、演奏データとしてＭＩＤＩデータブロックを記憶する（Ｓ１０８）。
【００４４】
一方、エクスクルーシブであると判定した場合は（Ｓ１０４；ＹＥＳ）、模範演奏記憶部３０２に記憶された模範演奏データから、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックと同じ開始時間に対応するＭＩＤＩデータブロックを読み出す。そして、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックと比較し、ノートナンバーおよび指ナンバー同士が一致するか否か判定する（Ｓ１０５）。
【００４５】
ステップＳ１０５の判定において、模範演奏データのＭＩＤＩデータブロックと、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックのデータの内容が一致すると判定された場合は（Ｓ１０５；ＹＥＳ）、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックをデータ記憶部３０６に出力し、演奏データとして記憶させる（Ｓ１０８）。
【００４６】
一方、ステップＳ１０５の判定において、模範演奏データのＭＩＤＩデータブロックと、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックのデータの内容が一致しないと判定された場合は（Ｓ１０５；ＮＯ）、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックをエラー情報作成部３０４に出力する。エラー情報作成部３０４は、ＭＩＤＩデータブロックの第３のデータバイトにエラーマークを割り当てる（Ｓ１０６）。
【００４７】
そして、エラー情報作成部３０４は、エラー信号を表示部３０５に出力する。表示部３０５は、エラー信号が入力されると、エラーメッセージを表示する（Ｓ１０６）。エラーメッセージは、例えば、液晶パネルやＬＥＤによって表示され、この表示によって、使用者は演奏の間違いをリアルタイムで指摘されることになる。
【００４８】
エラー情報作成部３０４は、エラーマークを割り当てたＭＩＤＩデータブロックをデータ記憶部３０６に出力し、データ記憶部３０６は、演奏データとしてＭＩＤＩデータブロックを記憶する（Ｓ１０８）。
ステップＳ１０８においてＭＩＤＩデータブロックが記憶されると、次に、演奏が終了したか否かが判定される（Ｓ１０９）。例えば、演奏終了スイッチが操作がされた場合や、一定時間以上入力がなかった場合は、演奏が終了したと判定する。
演奏が終了していないと判定された場合は（Ｓ１０９；ＮＯ）、ステップＳ１０３に戻り、次の演奏動作を検出して（Ｓ１０３）、ＭＩＤＩデータブロックを作成する（Ｓ１０４）。
【００４９】
一方、演奏が終了したと判定した場合は（Ｓ１０９；ＹＥＳ）、譜面作成部３０７は、データ記憶部３０６に記憶された演奏データを読み出し、演奏データに基づいて譜面を作成して出力する（Ｓ１１０）。使用者は、出力された譜面によって、自分がどのように演奏したか把握することができる。なお、ノートナンバーや演奏時間から音符を作成する技術は、例えば特開昭５７−５４９９２号公報などに開示されているように公知であるので説明は省略する。
各音符には、それぞれに指ナンバーを付すものとし、模範演奏データと一致していなかった箇所については、例えば白黒反転表示や強調表示などで間違いを指摘する。図１１は、出力する譜面の例である。図示した例では、演奏者が間違えた箇所は、白抜き文字で指ナンバーを示している。このような表示によって間違いを指摘する。
【００５０】
このように、使用者がキーボード２００の演奏を行うと、指導装置３００が演奏データを作成し、演奏データの作成過程において、模範演奏データと比較することによって使用者の演奏動作の間違いを検出した場合には、エラー情報を作成して演奏データに含めるとともに、表示して演奏者に通知するので、使用者は、演奏しながらリアルタイムに自分の間違いを認識することができる。
また、作成された演奏データと模範演奏データとの一致・不一致を指使いまで含めて譜面の形態で出力できるので、どの箇所に演奏動作の間違いがあったのかを、演奏後に容易に認識することができる。
【００５１】
３．変形例
なお、本発明は既述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような各種の変形が可能である。
【００５２】
上記実施形態は、模範演奏データと比較して演奏者の演奏動作の間違いを指摘するようにしているが、比較を行わないモードがあってもよい。このようなモードは、模範演奏データを作成したり、単に運指情報を含む譜面を自動的に作成するモードとして用いる。
【００５３】
また、上記実施形態では、演奏データはＭＩＤＩ規格を用いて作成しているが、これに限らず、音楽情報をデジタル信号によって扱うことができる規格であればどのようなものでもよく、独自の規格のデータであってもよい。
演奏動作の間違いを示すエラーコードは、指ナンバーを特定するエクスクルーシブメッセージのデータバイトに割り当てているが、エラーを示す独立のメッセージを用いてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、時間情報には、小節毎のステップタイムを用いているが、曲の開始からのステップタイムを用いてもよい。また、前の演奏動作からの時間間隔を記録する相対時間を用いてもよい。
演奏データ作成のときは、模範演奏データの時間情報にあわせて作成するようにしているが、演奏データは独立して時間情報を設定できるようにしてもよい。この場合は、比較する際に、読み込んだ模範演奏データの時間情報の設定を演奏データ用の設定に調整できるようにすればよい。例えば、模範演奏データの分解能の設定が演奏データの設定の２倍であれば、データを比較する際は、演奏データに付したステップタイムの２倍のステップタイムの模範演奏データを比較すればいよい。
【００５５】
また、実施形態のように、運指の間違いに限らず、長さ、強さ等の他の演奏動作の要素も判定してよい。これら他の要素もＭＩＤＩメッセージから判定することができる。このように様々な要素を判定すれば、さらにきめ細かい指導が可能となる。
さらに、演奏データに含まれたエラーマークを用いて、演奏結果を採点できるようにしてもよい。例えば、全ステップタイム数に対するエラーマークが含まれている割合や、エラーマークの連続回数などを算出することによって求める。採点結果が出力されることによって、使用者は数量的に演奏の上達度を判断することができる。
また、演奏データを基に演奏終了後に自動演奏をするようにしてもよい。使用者は、自分の演奏がリプレイされることによって、視覚、聴覚の両方で間違いを認識することができる。
【００５６】
演奏データは、指導装置３００内で用いられるだけでなく、例えばネットワーク通信や可搬型の記録媒体を介して他のコンピュータ等との間で入出力できるようにしてもよい。このように演奏データを交換できるようにすれば、遠隔地にいる人に対しても演奏指導を行うことができる。
また、上記実施形態では、使用者の間違いを表示で指摘するだけであるが、例えば特開平７−３３４０７３号公報に記載されているように、各鍵の近傍にＬＥＤを設けて、模範演奏の運指情報を表示できるようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、指導装置３００の動作を制御するためのプログラムはＲＯＭ２に記憶されているものとしたが、これに限らず、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピーディスク、光磁気ディスク等の可搬型の記録媒体（図１では外部ディスク１０）に記録されたデータをハードディスク４等の記憶装置に転送できるように構成してもよい。このようにすれば、制御プログラム等の追加（インストール）や更新（バージョンアップ）の際に便利である。また、可搬型の記録媒体から直接ＲＡＭ３へデータを転送するようにしてもよい。
さらに、可搬型の記録媒体経由ではなく、通信インターフェイス経由で、ハードディスク４等の記録装置上の制御プログラム等を通信ネットワーク側からダウンロードするようにしてもよい。
【００５８】
また、本発明にかかる鍵盤楽器の演奏指導装置を、上記制御プログラムをインストールした市販のパーソナルコンピュータ等によって実現してもよい。この場合は、パーソナルコンピュータ等はＭＩＤＩインターフェイスを実装したものを用い、グローブ１００Ｌ、１００Ｒはパーソナルコンピュータの入出力規格に応じたものを用いればよい。もちろん、この場合にも、上記制御情報や制御プログラム等のデータの配布方法としては、ＲＯＭ等の不揮発性メモリに予め格納しておく方法、可搬型の記録媒体に格納して配布する方法、および通信インターフェイス経由で配布する方法等が考えられる。
【００５９】
また、上記実施形態では、ＭＩＤＩメッセージとグローブ１００Ｌ、１００Ｒの出力信号から一定のアルゴリズムに従って、操作した指と操作された鍵との対応をつけているが、予めノートナンバーと指ナンバーを一致させるパターンをデータベース化して記憶しておいてもよい。データベースには、一つの指で複数の鍵を押す場合のパターンや、グリッサンド奏法のように、指を滑らしながら速く音階を変化させた場合のパターンなどを記憶してもよい。さらに、使用回数が増加する度に比較などの判断精度が上がるように学習機能（例えば、ニューラルネットやファジー理論を利用）を持たせてもよい。
また、鍵と指との対応付けにおいて、明らかに押されるはずのない組み合わせを記憶しておき、その組み合わせは除外するようにしてもよい。例えば、使用者から向かって一番左に位置する最低音の鍵を、右手で押すことはないというように記憶しておく。この組み合わせが検出された場合には、誤動作として判定するようにしてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、同時に片手で押される鍵の範囲は１オクターブ以内として判断しているが、手の大きさには個人差があるので、指を広げたときに指が届く鍵の範囲が異なる。そこで、予め使用者の指が届く鍵の範囲を調べて、ある範囲の鍵が同時に押される可能性を数値化したものを記憶できるようにしてもよい。この数値に基づいて、重み付けをした判定を行うようにすれば、使用者に応じてきめ細かい指導が可能となる。
【００６１】
また、運指の割り当ての際に、頻度テーブルを用いているが、頻度テーブルを演奏データとして保存するようにしてもよい。そして、模範演奏データに保存された頻度テーブルと比較することによって、演奏の開始間もないときでも精度よく左右交差を判定することができる。
【００６２】
上記実施形態では、鍵盤楽器について説明したが、鍵盤楽器に限ることなく、ギターなどの弦楽器、サックスなどの管楽器においても、同様に実施可能である。また、ＭＩＤＩギターのように、演奏出力をＭＩＤＩ情報形式で出力可能な場合には、演奏操作部の被操作状態の検出は、出力されるＭＩＤＩデータをそのまま利用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、運指を含めた演奏動作を自動的に検出して演奏データを作成し、運指を含めた演奏動作を出力することができる（請求項１、５）。
また、作成された演奏動作データと模範演奏動作データとを比較することによって、演奏動作の間違い情報を表示することができる（請求項２、６）。
また、運指を含めた演奏動作や、間違い情報を譜面で出力することができるので、容易に演奏動作を確認できるようになる（請求項３）。
また、間違い情報を逐次出力するので、その都度演奏動作の間違いを確認することができる（請求項４）。
さらに、鍵盤楽器の演奏指導プログラムを記録媒体に記録することによって、汎用のコンピュータを用いて実現可能となる（請求項７、８）。
このように、本発明によれば、演奏動作を自動的に検出して、運指を含めた演奏動作の効果的な指導をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】 実施形態で用いるデータ構成を示す図である。
【図３】 演奏される譜面の例を示した図である。
【図４】 演奏データの構成例を示した図である。
【図５】 指導装置３００の構成を示した図である。
【図６】 実施形態の動作の概略を示すフローチャートである。
【図７】 ＭＩＤＩデータブロック作成動作を示すフローチャートである。
【図８】 クオンタイズを説明する図である。
【図９】 指と鍵とを対応付ける動作を示すフローチャートである。
【図１０】 頻度テーブルの例を示した図である。
【図１１】 出力する譜面の例を示した図である。
【符号の説明】
１……ＣＰＵ、２……ＲＯＭ、３……ＲＡＭ、４……ハードディスク、５……外部ディスクインターフェイス、６……ＭＩＤＩインターフェイス、７……グローブインターフェイス、８……表示部インターフェイス、９……プリンタインターフェイス、１０…外部ディスク媒体、１００Ｌ、１００Ｒ……グローブ（指状態検出手段）、２００……キーボード、３００……指導装置、４００……記録媒体、３０１……ＭＩＤＩコンバータ（操作部状態検出手段、演奏動作特定手段、演奏動作データ作成手段）、３０２……模範演奏記憶部（模範演奏動作データ記憶手段）、
３０３……データ比較部（演奏動作比較手段）、３０４……エラー情報作成部（比較データ作成手段、演奏動作出力手段）、３０６……データ記憶部、３０５……表示部、３０７……譜面作成部（表示手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、鍵盤楽器の運指を含めた演奏動作の指導を行うために用いて好適な、楽器演奏動作検出装置、楽器演奏動作指導装置、楽器演奏動作検出方法、楽器演奏動作指導方法、楽器演奏動作検出プログラム、および楽器演奏動作指導プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、楽器の演奏指導を行うための様々な技術が提案されている。例えば、演奏する際に使用者に運指を指示するための技術として、特開平７−３３４０７３号公報には、押鍵すべき指の位置や動きを、ＬＥＤ表示によって指示する手段が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−３３４０７３号公報に記載された発明では、模範となる運指情報を表示するだけであるので、使用者は、模範通りに演奏できたか否かについて、自分自身で判定することは困難であった。
このような問題は、演奏動作を記録し、演奏後に自分の演奏動作を確認することによって解決できる。例えば、特開昭５７−５４９９２号公報には、楽器を演奏する事により自動的に譜面を作成する装置が記載されている。この技術を用いれば、作成された譜面と模範となる譜面とを比較することにより、使用者は演奏後に自分が正しい鍵を押下したか否かを確認することができる。
【０００４】
しかしながら、譜面が作成されるのは演奏終了後であるので、リアルタイムに間違いを判断することができない上に、作成された譜面を模範となる譜面と比較しなければならず、間違いを認識するためには大変手間がかかるという問題がある。また、譜面に表示される情報は、音程や音長などの音楽情報のみであるので、指示された運指通りに演奏できたか否かについては判断できるものではない。
このように従来の技術では、演奏動作を指導するためには不十分であった。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、演奏動作を自動的に検出し、運指を含めた演奏動作の指導をすることができる、楽器演奏動作検出装置、楽器演奏動作指導装置、楽器演奏動作検出方法、楽器演奏動作指導方法、楽器演奏動作検出プログラム、および楽器演奏動作指導プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段とを具備することを特徴とする楽器異演奏動作検出装置を提供する。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の楽器演奏動作検出装置において、複数の前記指が左手に属する指と右手に属する指とからなる場合に左右の手が交差したか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が左右の手が交差したと判定した場合に、左右の手を交差させた状態における前記複数の指の並びに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける交差対応付け手段とを具備することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の楽器演奏動作検出装置において、前記判定手段は、前記演奏データ出力手段による過去の対応付けの結果を左手に属する指のグループと右手に属する指のグループとに分け、いずれかのグループにおいて単位時間内に操作された前記操作子と直前の単位時間内に操作された前記操作子との距離が閾値を超えた場合に、左右の手が交差したと判定することを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の楽器演奏動作検出装置において、前記判定手段は、前記演奏データ出力手段による過去の対応付けの結果を左手に属する指のグループと右手に属する指のグループとに分け、いずれかのグループにおいて単位時間内に操作された複数の前記操作子相互の距離が閾値を超えた場合に、左右の手が交差したと判定することを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の楽器演奏動作検出装置特定の距離だけ離れた複数の前記操作子が単位時間内に操作される可能性の高さを表すデータを前記使用者毎に記憶する可能性記憶手段を有し、前記判定手段は、前記可能性記憶手段の記憶内容に基づいて重み付けをした判定を行うことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の楽器演奏動作検出装置において、前記操作子識別情報と前記指識別情報との特定の組合せを予め記憶する組合せ記憶手段を有し、前記演奏データ出力手段は、前記組合せ記憶手段の記憶内容に基づいて、前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付けることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項７に記載の発明は、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段と、模範となる演奏動作を示す模範演奏データを記憶する模範演奏データ記憶手段と、前記模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較手段と、前記演奏動作比較手段の比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成手段と、前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示手段とを具備することを特徴とする楽器演奏動作指導装置を提供する。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の楽器演奏動作指導装置において、前記表示手段は、運指を含めた演奏動作を示す譜面を作成して表示することを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の楽器演奏動作指導装置において、前記表示手段は、前記比較手段の比較結果を逐次表示することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項１０に記載の発明は、受信手段が、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信ステップと、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置された指識別手段が、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別ステップと、演奏データ出力手段が、前記受信ステップで受信された操作子識別情報と前記指識別ステップで出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力するステップであって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力ステップとを具備することを特徴とする楽器演奏動作検出方法を提供する。
【００１１】
また、請求項１１に記載の発明は、受信手段が、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信ステップと、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置された指識別手段が、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別ステップと、演奏データ出力手段が、前記受信ステップで受信された操作子識別情報と前記指識別ステップで出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力するステップであって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力ステップと、演奏動作比較手段が、模範となる演奏動作を示す模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較ステップと、比較データ作成手段が、前記演奏動作比較ステップでの比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成ステップと、表示手段が、前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示ステップとを具備することを特徴とする楽器演奏動作指導方法を提供する。
【００１２】
また、請求項１２に記載の発明は、コンピュータを、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１３】
また、請求項１３に記載の発明は、コンピュータを、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段と、模範となる演奏動作を示す模範演奏データを記憶する模範演奏データ記憶手段と、前記模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較手段と、前記演奏動作比較手段の比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成手段と、前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について鍵盤楽器を例にして説明する。
【００１５】
１．実施形態の構成
１−１．全体構成
図１は、実施形態の全体構成を示す図である。本実施形態は、グローブ１００Ｌ、１００Ｒを装着した使用者がキーボード２００を演奏する際の演奏動作の指導を、本発明にかかる指導装置３００によって行うように構成されている。すなわち、使用者は、グローブ１００Ｌを左手に、グローブ１００Ｒを右手に装着して、キーボード２００を演奏する。指導装置３００は、グローブ１００Ｌ、１００Ｒおよびキーボード２００から押下された鍵およびその鍵を押下した指を特定し、模範となる演奏と比較することによって、演奏動作の指導を行う。
ここで、「演奏動作」とは、例えば鍵を押す、離すといった使用者が鍵盤楽器を操作する運指を含めた動作をいう。演奏動作は、鍵盤楽器を操作した指とその指で操作された鍵を対応づけて特定する。
【００１６】
グローブ１００Ｌ、１００Ｒには、各指の先に押圧を検出する圧電センサが配置されており、演奏者が鍵を押下すると、圧電センサからオン信号が出力されるようになっている。各圧電センサからの出力線は、それぞれ指導装置３００に入力されており、指導装置３００はこの圧電センサからの出力信号によって、鍵を押下しているか否かという状態を各指毎に検出することができる。
なお、グローブ１００Ｌ、１００Ｒは、上記の構成のように圧電センサをグローブ内に配置する構成の他にも、圧電センサを配置した指サックを各指に装着するようにしてもよい。
【００１７】
キーボード２００は、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）規格に対応した電子楽器であり、８８鍵を有する鍵盤を備えている（図では一部省略）。使用者が演奏を行うと、キーボード２００は例えばキーセンサによって演奏動作を検出し、演奏動作を示す信号（ＭＩＤＩメッセージ）を出力する。鍵盤楽器では、鍵と発音する音高が一対一で対応しているので、操作された鍵は、ＭＩＤＩ規格において音高を示すノートナンバーを用いて特定される。指導装置３００は、ＭＩＤＩメッセージから、操作された鍵の状態を各鍵毎に検出することができ、ノートナンバーからいずれの鍵が操作されたか特定することができる。
なお、以下の説明においては、キーボード２００の鍵を特定して記載する場合もノートナンバーを用いる。例えばＣ３に相当する鍵は、発音するノートナンバーは６０であるので、鍵６０と表記する。
【００１８】
指導装置３００は、ＣＰＵ１がＲＯＭ２に記憶されたプログラムに従ってバスを介して接続された各部を制御することによって機能する。バスには、ＣＰＵ１が動作する際のワークエリアが設定されるＲＡＭ３、大容量磁気ディスク記憶装置であるハードディスク（ＨＤＤ）４、その他、フロッピーディスクなどの外部ディスク媒体１０に記録されたデータやプログラムを読み込むための外部ディスクインターフェイス５の他、ＭＩＤＩインターフェイス６、グローブインターフェイス７、表示部インターフェイス８、プリンタインターフェイス９等の外部機器とのインターフェイスが接続されている。
【００１９】
１−２．データ構成
ここで、本実施形態で用いられるデータ構成について説明する。まず、本実施形態では、個々の演奏動作を示す演奏動作データとして、ＭＩＤＩ規格に従ったデータ（ＭＩＤＩメッセージ）を用いる。
ＭＩＤＩメッセージは、図２に示すように、メッセージの種類を示すステータスバイトと、各メッセージ毎に定義されたデータバイトとから構成されている。本実施形態では、主に、ノートオンメッセージおよびエクスクルーシブメッセージを用いて説明する。
【００２０】
ノートオンメッセージは、演奏動作のうち押鍵を示すメッセージであり、ステータスバイトにはノートオンを示すデータが割り当てられる（図２（ａ）参照）。続くデータバイトには、押下した鍵を示すノートナンバー、鍵を押下した強さを示すベロシティが割り当てられる。例えば、キーボード２００の鍵６０が押下されると、ノートナンバーが６０となるノートオンメッセージが作成されて、キーボード２００から出力される。また、ノートオフメッセージは、離鍵動作を示すメッセージでありノートオンメッセージと対となって出力される。ノートオンメッセージが出力されてからノートオフメッセージが出力されるまでが、押鍵から離鍵までの動作を示すことになる。
【００２１】
エクスクルーシブメッセージは、ＭＩＤＩ規格上ではデータバイトに定義のないメッセージであるが、本実施形態では、演奏動作のうち、鍵を押下した指（運指）を示すメッセージとして用いる（図２（ｂ）参照）。
すなわち、押下した鍵および押下した指を示す２種類のデータを割り当てるためのデータバイトを定義する。
まず、第１のデータバイトには、押下した鍵を示すノートナンバーを割り当てる。第２のデータバイトには、押下した指を示す指ナンバーを割り当てる。指ナンバーは、例えば右手の親指を１Ｒ、人指し指を２Ｒ、中指３Ｒ、薬指４Ｒ、小指５Ｒとし、左手の親指を１Ｌ、人指し指を２Ｌ、中指３Ｌ、薬指４Ｌ、小指５Ｌとする。
運指を示すエクスクルーシブメッセージは、後に説明するように、グローブ１００Ｌ、１００Ｒのそれぞれの指に配置された圧電センサの出力信号のオン状態と、キーボード２００から出力されたノートオンメッセージとの相関関係から、指導装置３００によって作成される。例えば、右手の親指（１Ｒ）で鍵６０を押下すると、第１のデータバイトに６０が、第２のデータバイトに２Ｒが割り当てられたエクスクルーシブメッセージが作成される。
【００２２】
また、エクスクルーシブメッセージは、演奏者の運指が模範となる運指と一致するか否かを示すデータとしても用いられる。すなわち、上述の第１および第２のデータバイトによって示される運指が、模範となる運指と一致していないときは、エラーマークを第３のデータバイトに対して割り当てる（図２（ｃ）参照）。ただし、模範となる運指と一致している場合は、エラーマークは割り当てられない。
【００２３】
また、各ＭＩＤＩメッセージに後述する時間情報を付加したデータを「ＭＩＤＩデータブロック」とする（図２（ｄ）参照）。
そして、１曲を通した演奏動作を示すデータを「演奏データ」とする。この場合、演奏データは、複数のＭＩＤＩデータブロックから構成され、一定のフォーマットに従って構成されている。
また、「模範演奏データ」は、模範となる演奏動作を示す演奏データであり、複数の模範演奏動作データ（ＭＩＤＩブロック）から構成される。
【００２４】
ＭＩＤＩデータブロックは、図２（ｄ）に示すように、ＭＩＤＩメッセージ毎に時間情報が付される。時間情報には、各演奏動作の開始時間情報および演奏動作の継続時間情報が含まれる。
本実施形態では、開始時間情報は、小節番号とその小節内でのステップタイムとによって示される。ステップタイムとは、４分音符のクロック数（分解能）によって決定した単位時間を１ステップとして、小節線に対する経過時間をステップ数で表したものである。なお、本実施形態では、説明を簡略化するため分解能を２として、１ステップは８分音符１拍の長さに対応している。小節番号は、演奏データを作成する際に設定する拍数から決定される。例えば、４／４拍子であれば、８ステップ毎に小節線が入ることになる。
また、演奏動作の継続時間情報もステップ数で示される。なお、演奏動作の継続時間情報は、主に音符の種類を決定するために用いられる。例えば、演奏動作時間が１ステップであれば８分音符に相当し、２ステップであれば４分音符に相当する。
【００２５】
図３（ａ）は、模範となる演奏を譜面に示した図であり、図４（ａ）は、図３（ａ）の演奏に対応した模範演奏データを示したものである。また、図３（ｂ）は、使用者の演奏を譜面に示した図であり、この譜面に示す通りに演奏された場合に作成される演奏データを、図４（ｂ）に示す。
なお、図４（ａ）（ｂ）では、指使いを示したデータ（エクスクルーシブメッセージ）のみを表示し、他の演奏動作を示すデータ（ノートオンメッセージなど）は省略している。また、時間情報は、開始時間情報のみを表示し、継続時間情報は省略している。
【００２６】
ここで、図４（ｂ）の先頭のデータからは、図３に示す譜面の最初の音符（第１小節第１ステップタイム）について、使用者は鍵６０を右手親指（１Ｒ）で押下していることがわかる。
一方、図４（ａ）を参照すると、模範演奏データの第１小節第１ステップタイムも、ノートナンバー６０で指ナンバーが１Ｒである。このように、同一小節同一ステップタイムにおいてノートナンバーと指ナンバーとが一致している場合は、使用者は模範通りに演奏できた場合である。
ところが、第１小節第８ステップタイムでは、模範演奏データではノートナンバー６５で指ナンバーが２Ｒであるにもかかわらず、演奏データでは、ノートナンバー６７で指ナンバーが３Ｒとなっている。このように演奏データと模範演奏データとが一致しない場合は、指ナンバーを特定するエクスクルーシブメッセージの第３のデータバイトに、さらにエラーマークを自動的に割り当てている。このエラーマークによって、使用者が演奏動作を間違えたことを識別できるようになっている。
【００２７】
１−３．指導装置３００の構成
次に、図５を参照して、指導装置３００の構成について説明する。図５では、指導装置３００の機能をブロック化して示してあるが、各機能はＣＰＵ１の動作によって実現される。ただし、模範演奏記憶部３０２は、ＲＡＭ３内の所定領域に設定される。この模範演奏記憶部３０２には、ＣＤ（コンパクトディスク）などの記録媒体４００から模範演奏データが転送されるようになっている。以下、指導装置３００の各機能について説明する。
【００２８】
まず、ＭＩＤＩコンバータ３０１は、グローブ１００Ｌ、１００Ｒおよびキーボード２００から入力される信号に基づいて、ＭＩＤＩメッセージおよびＭＩＤＩデータブロックを作成するものである。
データ比較部３０３は、ＭＩＤＩコンバータ３０１と模範演奏記憶部３０２から入力されるデータとを比較するものであり、エラー情報作成部３０４は、比較結果に基づいてエラー情報を作成するものである。
表示部３０５は、エラー情報に基づいて、使用者の演奏に間違いがあったことを表示するものである。
また、データ記憶部３０６は、演奏データを記憶するものであり、譜面作成部３０７は、データ記憶部３０６に記憶され演奏データに基づいて、エラー情報（エラーマーク）を表示した譜面を作成してプリント出力するものである。
【００２９】
２．実施形態の動作
次に、上記構成を有する実施形態の動作について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、使用者が演奏を開始するに先だって、記録媒体４００から模範演奏記憶部３０２に模範演奏データを読み込む（Ｓ１０１）。そして、読み込まれた模範演奏データの拍数や分解能等に基づいて、作成する演奏データの拍数や分解能等の設定を行う。使用者が演奏することによって検出される信号には、ここで設定されたデータに基づいて、時間情報が付与される。模範演奏データからこれらの情報を読み込むのは、模範演奏データと演奏データとを比較する際に、時間の基準を合わせるためである。
【００３０】
次に、ステップＳ１０１における初期設定が完了すると、演奏可能な状態となり、使用者は演奏を開始する（Ｓ１０２）。演奏開始の際は、図示せぬ録音スイッチ等の操作によって演奏の記録開始を指示する。
演奏が開始されると、ＭＩＤＩコンバータ３０１は、グローブ１００Ｌ、１００Ｒおよびキーボード２００から出力される信号を読み込み、演奏動作を検出し、検出された情報に基づいてＭＩＤＩデータブロックを作成して、データ比較部３０３に出力する（Ｓ１０３）。
【００３１】
ここで、ＭＩＤＩコンバータ３０１のＭＩＤＩデータブロック作成動作について説明する。なお、ここでは、運指情報を示すエクスクルーシブメッセージの作成について説明し、その他のＭＩＤＩメッセージから作成されるＭＩＤＩデータブロックについては、周知であるシーケンサのリアルタイム入力機能と同様であるので説明は省略する。
【００３２】
図７は、ＭＩＤＩデータブロック作成動作を示すフローチャートである。
まず、グローブ１００Ｌ、１００Ｒから入力されるオン信号および、キーボード２００から入力されるＭＩＤＩメッセージ信号にクオンタイズを行う（Ｓ２０１）。クオンタイズとは、入力される信号を最小単位時間に量子化することであり、本実施形態では、最小単位時間を１ステップタイムとしている。すなわち、図８に示すように、実際には同時に押下されて同時の演奏動作を示すはずの信号のタイミングがずれて入力される場合（図８▲１▼参照）でも、同じステップタイムに入力された信号として扱われるようになる（図８▲２▼参照）。
【００３３】
なお、一つの演奏動作の動作時間は、ノートオンメッセージが入力されてから、ノートオフメッセージが入力されるまでの時間によって決定される。例えば、右手親指（１Ｒ）が、鍵６０を２ステップタイム長だけ押下していた場合は、図８▲３▼に示すように、第１ステップタイムにおいてノートオンメッセージおよびグローブ１００Ｒからのオン信号が入力され、第３ステップタイムにおいてノートオフメッセージが入力された場合には、一つの演奏動作が２ステップタイム分（４分音符１拍分）なされたものとして扱う。
しかし、第２ステップタイムにおいて検出されるグローブ１００Ｒのオン信号については、第１ステップタイムにおける演奏動作の継続に伴う入力信号と判断される。
【００３４】
次に、同じステップタイムにおいて、データが複数あるか否かを判定する（Ｓ２０２）。複数のデータがないと判定された場合は（Ｓ２０２；ＮＯ）、指ナンバーとノートナンバーの組み合わせは一つしかないので、その組み合わせでエクスクルーシブメッセージを作成し、時間情報を付してＭＩＤＩデータブロックを作成する（Ｓ２０４）。
【００３５】
同じステップタイムに複数のノートナンバーと指ナンバーがある場合には（Ｓ２０２；ＹＥＳ）、押下された鍵と押下した指とを一致させてエクスクルーシブメッセージを作成しなくてはならない。そこで、ＭＩＤＩコンバータ３０１は、ＲＯＭ２に記憶されたプログラムに従って、押下された鍵と押下した指との割り当てを行う（Ｓ２０３）。そして、一致させたエクスクルーシブを作成し、時間情報を付してＭＩＤＩデータブロックを作成する（Ｓ２０４）。
【００３６】
ここで、図９に示すフローチャートを参照して、押下された鍵と押下した指とを対応つける場合の動作について説明する。
まず、グローブ１００Ｌまたは１００Ｒから検出されたオン信号が全て同じグローブからの出力信号であるか否かを判定する（Ｓ３０１）。
全て同じグローブからの出力信号であると判定された場合は（Ｓ３０１；ＹＥＳ）、次に、それらの手が右手、すなわちグローブ１００Ｒからの出力信号であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。そして、右手であると判定された場合は（Ｓ３０２；ＹＥＳ）、鍵盤は使用者に対して向かって左から音高の低い順にならんでいるので、ノートナンバーの小さい順に指ナンバーの小さいものを割り当てる。
逆に、左手であると判定された場合は（Ｓ３０２；ＮＯ）、ノートナンバーの小さい順に指ナンバーの大きいものを割り当てる。
【００３７】
ステップＳ３０１の判定において、同時に両手で鍵を押しており、グローブ１００Ｌ、１００Ｒのいずれからもオン信号が検出されたと判定された場合は（Ｓ３０１；ＮＯ）、まず、左右の手が交差していないものとして割り当てを行う。すなわち、ノートナンバーの小さい順に、左手グローブ１００Ｌのオン状態になっている指ナンバーの大きい順に割り当て（Ｓ３０５）、残りのノートナンバーの小さい順に、右手グローブ１００Ｒのオン状態になっている指ナンバーの小さい順に割り当てる（Ｓ３０６）。
【００３８】
次に、左右の手が交差している場合であるか否かを判定する（Ｓ３０７）。左右の手が交差して演奏する場合があるからである。
ここで、左右の手が交差しているか否かの判定方法について説明する。このステップ（Ｓ３０７）における判定の前に、左右の手が交差していない場合を前提に割り当てを行っているが、この割り当てが不自然であれば左右の手が交差していると考えられる。
【００３９】
演奏する際に左右の手を交差させるか否かを人間が判断する場合は、主に曲の流れで判断する。そこで、本実施形態では、各ステップタイムにおいてノートナンバーと指ナンバーとの割り当てが確定する度に、左右それぞれの手が押下した鍵のノートナンバーの度数を示すテーブルを時系列で作成する。そして、左右の手が交差しているか否かの判定を行う場合は、この頻度テーブルを参照する。
図１０は、頻度テーブルの例である。図中（ａ）は右手の、（ｂ）は左手の第４小節第６ステップタイムまでの頻度を示している。テーブルは１ノートナンバーごとに１行が対応しており、各列は、割り当てが確定する度に新しく作成される。なお図１０中では、使用されなかったノートナンバーは省略している。
図１０に示した例では、右手（ａ）ではこれまでに２９回データが作成されており、また、左手（ｂ）ではこれまでに１５回データが作成されており、それぞれ図に示す分布になっている。
【００４０】
ステップＳ３０５、Ｓ３０６において割り当てたノートナンバーが、過去に押下した鍵のノートナンバーの分布と比較して大きな隔たりがある場合は、左右の手が交差していると判定する。大きな隔たりとは、参照したノートナンバーが、割り当てられている手のテーブルの直前のノートナンバーの数値に比較して、１オクターブ以上離れている場合である。この場合は、ノートナンバーの差が１２以上になる。
また、通常、片手が同時に押下する鍵は１オクターブ以上は離れない。そこで、片手に割り当てられたノートナンバーの組み合わせのうち、１２以上はなれたノートナンバーが含まれる場合も左右の手が交差していると判定する。
【００４１】
例えば、図３、図４に示す演奏では、第４小節の第７ステップタイムでは、キーボード２００からはノートナンバー６７、７９、８３、８８のノートオンメッセージが入力され、グローブ１００Ｌ、１００Ｒからは、５Ｌ、２Ｌ、１Ｌ、３Ｒのオン信号が入力される。まず、Ｓ３０５、Ｓ３０６における割り当てでは、５Ｌが６７、２Ｌが７９、１Ｌが８３、３Ｒが８８と対応付けているが、左手の度数テーブル（図１１（ｂ））では、直前に押鍵されたノートナンバー４８と、５Ｌに割り当てられた６７とはノートナンバーの差が１９であるので不自然と判断される。また、６７、６９、８３を左手に割り当てると、（最高ノートナンバー８３）−（最低ノートナンバー６７）＝１６差があるので、片手で同時に押下する範囲を越えており、やはり不自然と判定される。このような場合に、左右が交差している場合として判定される。
【００４２】
そして、左右の手が交差していないと判定された場合は（Ｓ３０７；ＮＯ）、ステップＳ３０５、Ｓ３０６における割り当てが確定する。
しかし、ステップＳ３０７の判定において左右の手が交差していると判定された場合は（Ｓ３０７；ＹＥＳ）、改めて割り当てを行う。すなわち、ノートナンバーの小さい順に、右手グローブ１００Ｒのオン状態になっている指ナンバーの小さい順に割り当て、（Ｓ３０８）、残りのノートナンバーの小さい順に、左手グローブ１００Ｌのオン状態になっている指ナンバーの大きい順に割り当てる（Ｓ３０９）。
【００４３】
説明を再び図６に示すフローチャートに戻す。上述のように、ステップＳ１０３においてして作成されたＭＩＤＩデータブロックは、データ比較部３０３に入力される。
データ比較部３０３は、入力されたＭＩＤＩデータブロックのステータスがエクスクルーシブであるか否かを判定し（Ｓ１０４）、エクスクルーシブではないと判定した場合は（Ｓ１０４；ＮＯ）、ＭＩＤＩデータブロックをデータ記憶部３０６に出力し、データ記憶部３０６は、演奏データとしてＭＩＤＩデータブロックを記憶する（Ｓ１０８）。
【００４４】
一方、エクスクルーシブであると判定した場合は（Ｓ１０４；ＹＥＳ）、模範演奏記憶部３０２に記憶された模範演奏データから、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックと同じ開始時間に対応するＭＩＤＩデータブロックを読み出す。そして、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックと比較し、ノートナンバーおよび指ナンバー同士が一致するか否か判定する（Ｓ１０５）。
【００４５】
ステップＳ１０５の判定において、模範演奏データのＭＩＤＩデータブロックと、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックのデータの内容が一致すると判定された場合は（Ｓ１０５；ＹＥＳ）、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックをデータ記憶部３０６に出力し、演奏データとして記憶させる（Ｓ１０８）。
【００４６】
一方、ステップＳ１０５の判定において、模範演奏データのＭＩＤＩデータブロックと、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックのデータの内容が一致しないと判定された場合は（Ｓ１０５；ＮＯ）、ＭＩＤＩコンバータ３０１から入力されたＭＩＤＩデータブロックをエラー情報作成部３０４に出力する。エラー情報作成部３０４は、ＭＩＤＩデータブロックの第３のデータバイトにエラーマークを割り当てる（Ｓ１０６）。
【００４７】
そして、エラー情報作成部３０４は、エラー信号を表示部３０５に出力する。表示部３０５は、エラー信号が入力されると、エラーメッセージを表示する（Ｓ１０６）。エラーメッセージは、例えば、液晶パネルやＬＥＤによって表示され、この表示によって、使用者は演奏の間違いをリアルタイムで指摘されることになる。
【００４８】
エラー情報作成部３０４は、エラーマークを割り当てたＭＩＤＩデータブロックをデータ記憶部３０６に出力し、データ記憶部３０６は、演奏データとしてＭＩＤＩデータブロックを記憶する（Ｓ１０８）。
ステップＳ１０８においてＭＩＤＩデータブロックが記憶されると、次に、演奏が終了したか否かが判定される（Ｓ１０９）。例えば、演奏終了スイッチが操作がされた場合や、一定時間以上入力がなかった場合は、演奏が終了したと判定する。
演奏が終了していないと判定された場合は（Ｓ１０９；ＮＯ）、ステップＳ１０３に戻り、次の演奏動作を検出して（Ｓ１０３）、ＭＩＤＩデータブロックを作成する（Ｓ１０４）。
【００４９】
一方、演奏が終了したと判定した場合は（Ｓ１０９；ＹＥＳ）、譜面作成部３０７は、データ記憶部３０６に記憶された演奏データを読み出し、演奏データに基づいて譜面を作成して出力する（Ｓ１１０）。使用者は、出力された譜面によって、自分がどのように演奏したか把握することができる。なお、ノートナンバーや演奏時間から音符を作成する技術は、例えば特開昭５７−５４９９２号公報などに開示されているように公知であるので説明は省略する。
各音符には、それぞれに指ナンバーを付すものとし、模範演奏データと一致していなかった箇所については、例えば白黒反転表示や強調表示などで間違いを指摘する。図１１は、出力する譜面の例である。図示した例では、演奏者が間違えた箇所は、白抜き文字で指ナンバーを示している。このような表示によって間違いを指摘する。
【００５０】
このように、使用者がキーボード２００の演奏を行うと、指導装置３００が演奏データを作成し、演奏データの作成過程において、模範演奏データと比較することによって使用者の演奏動作の間違いを検出した場合には、エラー情報を作成して演奏データに含めるとともに、表示して演奏者に通知するので、使用者は、演奏しながらリアルタイムに自分の間違いを認識することができる。
また、作成された演奏データと模範演奏データとの一致・不一致を指使いまで含めて譜面の形態で出力できるので、どの箇所に演奏動作の間違いがあったのかを、演奏後に容易に認識することができる。
【００５１】
３．変形例
なお、本発明は既述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような各種の変形が可能である。
【００５２】
上記実施形態は、模範演奏データと比較して演奏者の演奏動作の間違いを指摘するようにしているが、比較を行わないモードがあってもよい。このようなモードは、模範演奏データを作成したり、単に運指情報を含む譜面を自動的に作成するモードとして用いる。
【００５３】
また、上記実施形態では、演奏データはＭＩＤＩ規格を用いて作成しているが、これに限らず、音楽情報をデジタル信号によって扱うことができる規格であればどのようなものでもよく、独自の規格のデータであってもよい。
演奏動作の間違いを示すエラーコードは、指ナンバーを特定するエクスクルーシブメッセージのデータバイトに割り当てているが、エラーを示す独立のメッセージを用いてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、時間情報には、小節毎のステップタイムを用いているが、曲の開始からのステップタイムを用いてもよい。また、前の演奏動作からの時間間隔を記録する相対時間を用いてもよい。
演奏データ作成のときは、模範演奏データの時間情報にあわせて作成するようにしているが、演奏データは独立して時間情報を設定できるようにしてもよい。この場合は、比較する際に、読み込んだ模範演奏データの時間情報の設定を演奏データ用の設定に調整できるようにすればよい。例えば、模範演奏データの分解能の設定が演奏データの設定の２倍であれば、データを比較する際は、演奏データに付したステップタイムの２倍のステップタイムの模範演奏データを比較すればいよい。
【００５５】
また、実施形態のように、運指の間違いに限らず、長さ、強さ等の他の演奏動作の要素も判定してよい。これら他の要素もＭＩＤＩメッセージから判定することができる。このように様々な要素を判定すれば、さらにきめ細かい指導が可能となる。
さらに、演奏データに含まれたエラーマークを用いて、演奏結果を採点できるようにしてもよい。例えば、全ステップタイム数に対するエラーマークが含まれている割合や、エラーマークの連続回数などを算出することによって求める。採点結果が出力されることによって、使用者は数量的に演奏の上達度を判断することができる。
また、演奏データを基に演奏終了後に自動演奏をするようにしてもよい。使用者は、自分の演奏がリプレイされることによって、視覚、聴覚の両方で間違いを認識することができる。
【００５６】
演奏データは、指導装置３００内で用いられるだけでなく、例えばネットワーク通信や可搬型の記録媒体を介して他のコンピュータ等との間で入出力できるようにしてもよい。このように演奏データを交換できるようにすれば、遠隔地にいる人に対しても演奏指導を行うことができる。
また、上記実施形態では、使用者の間違いを表示で指摘するだけであるが、例えば特開平７−３３４０７３号公報に記載されているように、各鍵の近傍にＬＥＤを設けて、模範演奏の運指情報を表示できるようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、指導装置３００の動作を制御するためのプログラムはＲＯＭ２に記憶されているものとしたが、これに限らず、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピーディスク、光磁気ディスク等の可搬型の記録媒体（図１では外部ディスク１０）に記録されたデータをハードディスク４等の記憶装置に転送できるように構成してもよい。このようにすれば、制御プログラム等の追加（インストール）や更新（バージョンアップ）の際に便利である。また、可搬型の記録媒体から直接ＲＡＭ３へデータを転送するようにしてもよい。
さらに、可搬型の記録媒体経由ではなく、通信インターフェイス経由で、ハードディスク４等の記録装置上の制御プログラム等を通信ネットワーク側からダウンロードするようにしてもよい。
【００５８】
また、本発明にかかる鍵盤楽器の演奏指導装置を、上記制御プログラムをインストールした市販のパーソナルコンピュータ等によって実現してもよい。この場合は、パーソナルコンピュータ等はＭＩＤＩインターフェイスを実装したものを用い、グローブ１００Ｌ、１００Ｒはパーソナルコンピュータの入出力規格に応じたものを用いればよい。もちろん、この場合にも、上記制御情報や制御プログラム等のデータの配布方法としては、ＲＯＭ等の不揮発性メモリに予め格納しておく方法、可搬型の記録媒体に格納して配布する方法、および通信インターフェイス経由で配布する方法等が考えられる。
【００５９】
また、上記実施形態では、ＭＩＤＩメッセージとグローブ１００Ｌ、１００Ｒの出力信号から一定のアルゴリズムに従って、操作した指と操作された鍵との対応をつけているが、予めノートナンバーと指ナンバーを一致させるパターンをデータベース化して記憶しておいてもよい。データベースには、一つの指で複数の鍵を押す場合のパターンや、グリッサンド奏法のように、指を滑らしながら速く音階を変化させた場合のパターンなどを記憶してもよい。さらに、使用回数が増加する度に比較などの判断精度が上がるように学習機能（例えば、ニューラルネットやファジー理論を利用）を持たせてもよい。
また、鍵と指との対応付けにおいて、明らかに押されるはずのない組み合わせを記憶しておき、その組み合わせは除外するようにしてもよい。例えば、使用者から向かって一番左に位置する最低音の鍵を、右手で押すことはないというように記憶しておく。この組み合わせが検出された場合には、誤動作として判定するようにしてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、同時に片手で押される鍵の範囲は１オクターブ以内として判断しているが、手の大きさには個人差があるので、指を広げたときに指が届く鍵の範囲が異なる。そこで、予め使用者の指が届く鍵の範囲を調べて、ある範囲の鍵が同時に押される可能性を数値化したものを記憶できるようにしてもよい。この数値に基づいて、重み付けをした判定を行うようにすれば、使用者に応じてきめ細かい指導が可能となる。
【００６１】
また、運指の割り当ての際に、頻度テーブルを用いているが、頻度テーブルを演奏データとして保存するようにしてもよい。そして、模範演奏データに保存された頻度テーブルと比較することによって、演奏の開始間もないときでも精度よく左右交差を判定することができる。
【００６２】
上記実施形態では、鍵盤楽器について説明したが、鍵盤楽器に限ることなく、ギターなどの弦楽器、サックスなどの管楽器においても、同様に実施可能である。また、ＭＩＤＩギターのように、演奏出力をＭＩＤＩ情報形式で出力可能な場合には、演奏操作部の被操作状態の検出は、出力されるＭＩＤＩデータをそのまま利用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、運指を含めた演奏動作を自動的に検出して演奏データを作成し、運指を含めた演奏動作を出力することができる（請求項１、５）。
また、作成された演奏動作データと模範演奏動作データとを比較することによって、演奏動作の間違い情報を表示することができる（請求項２、６）。
また、運指を含めた演奏動作や、間違い情報を譜面で出力することができるので、容易に演奏動作を確認できるようになる（請求項３）。
また、間違い情報を逐次出力するので、その都度演奏動作の間違いを確認することができる（請求項４）。
さらに、鍵盤楽器の演奏指導プログラムを記録媒体に記録することによって、汎用のコンピュータを用いて実現可能となる（請求項７、８）。
このように、本発明によれば、演奏動作を自動的に検出して、運指を含めた演奏動作の効果的な指導をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】 実施形態で用いるデータ構成を示す図である。
【図３】 演奏される譜面の例を示した図である。
【図４】 演奏データの構成例を示した図である。
【図５】 指導装置３００の構成を示した図である。
【図６】 実施形態の動作の概略を示すフローチャートである。
【図７】 ＭＩＤＩデータブロック作成動作を示すフローチャートである。
【図８】 クオンタイズを説明する図である。
【図９】 指と鍵とを対応付ける動作を示すフローチャートである。
【図１０】 頻度テーブルの例を示した図である。
【図１１】 出力する譜面の例を示した図である。
【符号の説明】
１……ＣＰＵ、２……ＲＯＭ、３……ＲＡＭ、４……ハードディスク、５……外部ディスクインターフェイス、６……ＭＩＤＩインターフェイス、７……グローブインターフェイス、８……表示部インターフェイス、９……プリンタインターフェイス、１０…外部ディスク媒体、１００Ｌ、１００Ｒ……グローブ（指状態検出手段）、２００……キーボード、３００……指導装置、４００……記録媒体、３０１……ＭＩＤＩコンバータ（操作部状態検出手段、演奏動作特定手段、演奏動作データ作成手段）、３０２……模範演奏記憶部（模範演奏動作データ記憶手段）、
３０３……データ比較部（演奏動作比較手段）、３０４……エラー情報作成部（比較データ作成手段、演奏動作出力手段）、３０６……データ記憶部、３０５……表示部、３０７……譜面作成部（表示手段）
Claims (13)
- 複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、
前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、
前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段と
を具備することを特徴とする楽器演奏動作検出装置。 - 複数の前記指が左手に属する指と右手に属する指とからなる場合に左右の手が交差したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が左右の手が交差したと判定した場合に、左右の手を交差させた状態における前記複数の指の並びに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける交差対応付け手段と
を具備することを特徴とする請求項１に記載の楽器演奏動作検出装置。 - 前記判定手段は、前記演奏データ出力手段による過去の対応付けの結果を左手に属する指のグループと右手に属する指のグループとに分け、いずれかのグループにおいて単位時間内に操作された前記操作子と直前の単位時間内に操作された前記操作子との距離が閾値を超えた場合に、左右の手が交差したと判定することを特徴とする請求項２に記載の楽器演奏動作検出装置。
- 前記判定手段は、前記演奏データ出力手段による過去の対応付けの結果を左手に属する指のグループと右手に属する指のグループとに分け、いずれかのグループにおいて単位時間内に操作された複数の前記操作子相互の距離が閾値を超えた場合に、左右の手が交差したと判定することを特徴とする請求項２に記載の楽器演奏動作検出装置。
- 特定の距離だけ離れた複数の前記操作子が単位時間内に操作される可能性の高さを表すデータを前記使用者毎に記憶する可能性記憶手段を有し、
前記判定手段は、前記可能性記憶手段の記憶内容に基づいて重み付けをした判定を行う ことを特徴とする請求項４に記載の楽器演奏動作検出装置。 - 前記操作子識別情報と前記指識別情報との特定の組合せを予め記憶する組合せ記憶手段を有し、
前記演奏データ出力手段は、前記組合せ記憶手段の記憶内容に基づいて、前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける
ことを特徴とする請求項１に記載の楽器演奏動作検出装置。 - 複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、
前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、
前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段と、
模範となる演奏動作を示す模範演奏データを記憶する模範演奏データ記憶手段と、
前記模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較手段と、
前記演奏動作比較手段の比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成手段と、
前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示手段と
を具備することを特徴とする楽器演奏動作指導装置。 - 前記表示手段は、運指を含めた演奏動作を示す譜面を作成して表示することを特徴とする請求項７に記載の楽器演奏動作指導装置。
- 前記表示手段は、前記比較手段の比較結果を逐次表示することを特徴とする請求項７に記載の楽器演奏動作指導装置。
- 受信手段が、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信ステップと、
前記楽器を演奏する使用者の各指に配置された指識別手段が、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別ステップと、
演奏データ出力手段が、前記受信ステップで受信された操作子識別情報と前記指識別ステップで出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力するステップであって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力ステップと
を具備することを特徴とする楽器演奏動作検出方法。 - 受信手段が、複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信ステップと、
前記楽器を演奏する使用者の各指に配置された指識別手段が、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別ステップと、
演奏データ出力手段が、前記受信ステップで受信された操作子識別情報と前記指識別ステップで出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力するステップであって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力ステップと、
演奏動作比較手段が、模範となる演奏動作を示す模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較ステップと、
比較データ作成手段が、前記演奏動作比較ステップでの比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成ステップと、
表示手段が、前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示ステップと
を具備することを特徴とする楽器演奏動作指導方法。 - コンピュータを、
複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、
前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、
前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段
として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - コンピュータを、
複数の操作子を備えた楽器から送信された操作子識別情報であって、操作された前記操作子を示す操作子識別情報を受信する受信手段と、
前記楽器を演奏する使用者の各指に配置され、前記各指の状態に基づいて、前記操作子を操作した指を示す指識別情報を出力する指識別手段と、
前記受信手段で受信された操作子識別情報と前記指識別手段から出力された指識別情報とを対応付けた演奏データを単位時間毎に生成し、該演奏データを出力する手段であって、前記単位時間内に複数の前記指によって複数の前記操作子が操作された場合に、該操作子の並びと該指の並びとに基づいて前記操作子識別情報と前記指識別情報とを対応付ける演奏データ出力手段と、
模範となる演奏動作を示す模範演奏データを記憶する模範演奏データ記憶手段と、
前記模範演奏データと前記演奏データとを比較する演奏動作比較手段と、
前記演奏動作比較手段の比較結果を示す比較データを作成する比較データ作成手段と、
前記演奏データおよび前記比較データに基づいて演奏動作指導の情報を表示する表示手段
として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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| JP22622498A JP4354546B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 楽器演奏動作検出と楽器演奏動作指導のための装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体 |
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