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JP2014056162A - 表示制御装置およびプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】テンポ入力がばらついても滑らかな自然な動きで動画再生する表示制御装置を実現する。
【解決手段】CPU10は、過去のテンポ入力に応じて、次テンポ入力される予測時間を取得し、取得した予測時間より早いタイミングで現テンポ入力されると、動画表示の動きを遅くするよう補正された補間比率に従って現テンポ入力に対応したキーフレームDnとその次のキーフレームDmとの補間フレームデータの発生を動画処理部14に指示し、一方、予測時間より遅いタイミングで現テンポ入力されると、予測時間から現テンポ入力されるまでの超過期間中に、予測時間を超えて到達したキーフレームDmを中心とし、その前後のキーフレームDn,Dlを用いて動画表示の動きを往復運動させる補間フレームデータの発生を動画処理部14に指示する。
【選択図】図1

Description

本発明は、テンポ入力に応じて動画像を制御する表示制御装置及びプログラムに関する。
従来より、曲に合わせて画像を再生する技術が知られている。この種の技術として、例えば特許文献1には、予め画像の動きの速度が異なる画像パターンを複数種用意しておき、これらの内から演奏曲の曲想(リズムテンポや音量など)に合致する種類の画像パターンを選択して再生する装置が開示されている。
特公平4−73159号公報
しかしながら、上記特許文献1の技術では、予め記録された所定のフレームの画像データを読み出すのみであるため、読み出される画像データのフレームレートでは入力される曲のテンポとうまく合わない虞がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、テンポ入力に合わせた自然な動きの動画像を表示することができることを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明の表示制御装置は、テンポを入力するテンポ入力手段と、前記テンポ入力手段によりテンポが入力されたタイミングに基づいて、前記入力手段により新たに入力されるべきテンポのタイミングを予測する予測手段と、前記テンポ入力手段により入力されるテンポのタイミングと前記予測手段により予測されたタイミングとの関係を判別する判別手段と、前記判別手段による判別結果に基づいて、表示手段により表示される動画像の表示形態を制御する表示制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明では、テンポ入力に合わせた自然な動きの動画像を表示できる。
実施の一形態による動画再生装置100の全体構成を示すブロック図である。 補間フレームデータDを生成するタイミングを説明するための図である。 補間制御処理の動作を示すフローチャートである。 補間制御処理の動作を示すフローチャートである。 補間制御処理の動作を示すフローチャートである。 補間制御処理の動作を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
A.発明の概要
実施形態の説明に入る前に、図2を参照して本発明の概要について解説する。本発明では、複数の連続した時系列順のキーフレームデータを用い、ユーザのテンポ入力ごとに1キーフレームずつ表示進行させながら、隣り合うキーフレーム間については補間フレームデータを生成して動画再生(アニメ表示)する。このような動画再生では、再生開始からの実時間tを取得し、取得した実時間tに基づき次式(1)で表される関係に従って隣り合うキーフレーム間で表示すべき補間フレームデータDを生成する。
D=Dm×(t−tn)/(tm−tn)
+Dn×(1−(t−tn)/(tm−tn))…(1)
上記(1)式の関係を図2に図示する。また、上記(1)式において、tは再生開始からの実時間、Dは実時間tに表示すべき補間フレームデータ、Dnは実時間t直前のキーフレームデータ、tnはキーフレームDnに設定された先頭キーフレームD0からの時間、DmはキーフレームDnの次のキーフレームデータ、tmはキーフレームDmに設定された先頭キーフレームD0からの時間、tm−tnはキーフレームDnとキーフレームDmの時間間隔、t−tnはキーフレームDnを表示すべき時刻からの経過時間である。
したがって、補間フレームデータDは、キーフレームDnを表示すべき時刻からの経過時間と、キーフレームDnとキーフレームDmの時間間隔との比率に基づく内挿補間で得られるタイミングで生成される。
例えば一拍毎に行われるタッピング等、ユーザのテンポ入力ごとに1キーフレームずつ表示進行させる場合、キーフレームの時間間隔は固定になるとは限らない。そこで、後述する実施形態では、過去に為されたテンポ入力の間隔を移動平均により求め、得られた平均間隔を現テンポ入力が為されたタイミングに加算し、次にテンポ入力が為されるタイミングを前方予測した次テンポ入力予測時間を得る。そして、現テンポ入力から次テンポ入力予測時間までの時間間隔において、隣り合うキーフレーム間を補間する補間フレームデータを作成する。この場合、上記(1)式の関係は、次式(2)で表現される。
D=Dm×(t−tp)/tf+Dn×(1−(t−tp)/tf)…(2)
ここで、tは再生開始からの実時間、Dは実時間tに表示すべき補間フレームデータ、Dnは実時間t直前のキーフレームデータ、DmはDnの次のキーフレームデータ、tpは現テンポ入力時刻、tfは次テンポ入力予測時間である。
上記(2)式から明かなように、次テンポ入力予測時間tfが経過しても次のテンポ入力が無い場合には、Dmの比率が1より大きくなる一方、Dnの比率が負値となり、内挿補間するが出来ない状態に陥る。また、逆に次テンポ入力予測時間tfより早いタイミングでテンポ入力される場合には、キーフレームDnとその一つ前のキーフレームDn−1との補間フレームデータを表示させる前に、キーフレームDnとその次のキーフレームDmとの補間フレームデータを作成する状態となり、結果的に再生される動画(アニメ)の動きが滑らかさに欠けた不自然なものになる。そこで、本発明では、このような状況において、後述する補間制御を行い、ユーザのテンポ入力がばらついた場合でも滑らかで自然な動きの動画を再生可能にする。
B.動画再生装置100の構成
次に、図1を参照して本発明の実施の一形態による動画再生装置100の構成を説明する。図1において、CPU10は、操作部13が発生する操作イベントに応じて装置各部の動作状態を設定する他、所定周期毎に割り込み実行される補間制御処理(後述する)により得られる再生パラメータを動画再生部に14に供給する。なお、ここで言う再生パラメータとは、補間フレームデータの生成に用いるキーフレームデータおよび補間比率を指定するデータであり、これについては追って説明する。
また、CPU10は、過去に為されたテンポ入力の間隔を移動平均により求め、得られた平均間隔を現テンポ入力が為されたタイミングに加算し、次にテンポ入力が為されるタイミングを前方予測した次テンポ入力予測時間を取得する機能も備える。
ROM11には、CPU13にロードされる各種プログラムが記憶される。ここで言う各種プログラムとは、後述する補間制御処理を含む。RAM12は、ワークエリア12aおよびキーフレームエリア12bを備える。RAM12のワークエリア12aには、CPU13の演算結果を格納する各種レジスタ・フラグデータが一時記憶される。RAM12のキーフレームエリア12bには、複数の連続した時系列順のキーフレームデータが格納される。1つのキーフレームデータは、アニメーション表示に用いられる1枚の画像データに相当する。
操作部13は、表示部15の表示画面上に配設されるタッチパネルから構成され、当該表示画面に表示される各種アイコンやボタンあるいはソフトキーボードを、タッチパネルのタッチ操作で指定することで操作信号を出力する。また、操作部13のタッチパネルは、ユーザのテンポ入力にも用いられる。すなわち、タッチパネルにおいてユーザがテンポを取るタッピング操作を行うと、それに応じて発生する操作信号がテンポ入力イベントとしてCPU10に取り込まれる。
動画処理部14は、動画処理専用のプロセッサを備え、CPU10から供給される再生パラメータに従って、RAM12のキーフレームエリア12bから読み出したキーフレームデータを再生出力すると共に、隣り合う2つのキーフレーム間を補間する補間フレームデータを生成して再生出力する。表示部15は、カラー液晶表示パネルおよび駆動回路から構成され、動画処理部14から再生出力される動画(アニメーション)を画面表示する。
C.動作
次に、図3〜図6を参照して、上記構成による動画再生装置100のCPU10が実行する補間制御処理の動作について説明する。補間制御処理は、所定周期毎に割り込み実行される。本処理が実行されると、CPU10は図3に図示するステップS1に進み、これまでに計数したテンポ入力回数cntから「1」を減算した値をキーフレーム番号に設定し、続くステップS2では、前回テンポ入力が為された時点からの経過時間を、予測時間(次テンポ入力予測時間tf)で除して補間比率を算出する。
次いで、ステップS3では、算出した補間比率が「1.0」より大きいか否か、つまり次テンポ入力予測時間tfを経過しても次のテンポ入力が無い状態であるかどうかを判別する。以下、算出した補間比率が「1.0」より小さい場合と大きい場合とに分けて動作説明を進める。
(1)算出した補間比率が「1.0」より小さい場合
算出した補間比率が「1.0」より小さい場合、すなわち次テンポ入力予測時間tfより早いタイミングでテンポ入力が為された場合には、上記ステップS3の判断結果は「NO」になり、図5に図示するステップS4に進む。ステップS4では、算出した補間比率が「1.0」より小さく、かつテンポ入力直後であるかどうかを判断する。テンポ入力直後でなければ、判断結果は「NO」になり、本処理を終えるが、テンポ入力直後ならば、上記ステップS4の判断結果は「YES」となり、ステップS5に進む。
ステップS5では、キーフレームDnと次のキーフレームDmとの補間フレームデータを発生するよう動画処理部14に指示すると共に、補正した補間比率を再生パラメータとして動画処理部14に供給して本処理を終える。なお、補正した補間比率は、上述のステップS2で算出した補間比率を取得値とし、(取得値+取得値×テンポ補正比率)/2なる補正式から得られる。つまり、次テンポ入力予測時間tfより早いタイミングでテンポ入力が為された場合には、テンポ補正比率(ユーザにより任意設定される値)を用いて上述のステップS2で取得した補間比率を補正することにより動画表示(アニメ表示)の急激な変化を緩和させるようになっている。
(2)算出した補間比率が「1.0」より大きい場合
一方、算出した補間比率が「1.0」より大きい場合、すなわち次テンポ入力予測時間tfを経過しても次のテンポ入力が為されないと、上記ステップS3の判断結果が「YES」になり、ステップS6以降を実行する。
ステップS6以降では、図6に図示するように、予測時間(次テンポ入力予測時間tf)に係数「0.2」を乗じた時間内に、キーフレームDmを中心としてキーフレームDnからキーフレームDlまで一往復する間に、キーフレームDnとキーフレームDmとの補間フレームデータの発生又はキーフレームDmとキーフレームDlとの補間フレームデータの発生を指示することにより動画表示(アニメ表示)の動きを往復運動させ、こうすることで次テンポ入力予測時間tfを経過しても次のテンポ入力が為されない状況であっても、滑らかで自然な動きを可能する。以下、こうした動作を具現するステップS6以降の処理について説明する。
ステップS6では、現在のキーフレーム番号を、補間のベースとなるキーフレームDnに指定する。そして、ステップS7では、予測時間(次テンポ入力予測時間tf)に係数「0.2」を乗じた時間を算出し、算出した時間値を便宜上、振幅iAmpと称す。振幅iAmpとは、図6に図示するように、キーフレームDmを中心に前後のキーフレームDn,Dlを一往復する時間軸上の振れ幅(期間)を指す。なお、本実施形態では、予測時間(次テンポ入力予測時間tf)に係数「0.2」を乗じて振幅iAmpを算出したが、この乗算係数は「0.2」に限らず、1未満の任意の値であればよい。
次に、ステップS8では、次テンポ入力予測時間tfからの経過時間を、超過時間iExcessに設定し、続くステップS9では、超過時間iExcessを振幅iAmpで除算した値を折り返し回数iNumTurnとする。折り返し回数iNumTurnとは、図6に図示するように、超過時間iExcessの期間中に、キーフレームDmを中心として振幅iAmpで前後のキーフレームDn,Dlの間を折り返しする回数を表す。
続いて、ステップS10では、折り返し回数iNumTurnを4で除した余り(剰余値)を区間値iAreaExcessとする。この区間値iAreaExcessは、キーフレームDmを中心としてキーフレームDnとキーフレームDlとの間を往復する過程の、時間軸上のどの区間に相当するかを表すものであり、具体的には、図6に図示するように、「0」の場合にはキーフレームDmからキーフレームDlへ進む「中心先進み」の区間を表し、「1」の場合にはキーフレームDlからキーフレームDmへ戻る「中心先戻り」の区間を表し、「2」の場合にはキーフレームDmからキーフレームDnへ戻る「中心後戻り」の区間を表し、「3」の場合にはキーフレームDnからキーフレームDmへ進む「中心後進み」の区間を表す。
次いで、ステップS11では、前回テンポ入力からの経過時間を振幅iAmpで除した余り(剰余値)を区間内位置iPosInAreaとする。区間内位置iPosInAreaは、区間値iAreaExcessで表される区間内の位置に相当する。そして、図4に図示するステップS12に進むと、上記ステップS10で取得した区間値iAreaExcessが「1」又は「3」であるか否かを判断する。
区間値iAreaExcessが「0」又は「2」であれば、判断結果は「NO」になり、後述のステップS14に進むが、区間値iAreaExcessが「1」又は「3」であると、上記ステップS12の判断結果は「YES」になり、ステップS13に進む。ステップS13では、区間値iAreaExcessが「1」(中心先戻り)又は「3」(中心後進み)の場合に、振幅iAmpから区間内位置iPosInAreaを減算し、当該区間内位置iPosInAreaを中心からの位置に変換(更新)した後、ステップS14に進む。
ステップS14では、区間値iAreaExcessが「2」より小さいか否かを判断する。区間値iAreaExcessが「2」より小さい場合、すなわちキーフレームDmからキーフレームDlへ進む「中心先進み」の区間「0」あるいはキーフレームDlからキーフレームDmへ戻る「中心先戻り」の区間「1」の何れかであると、判断結果は「YES」になり、ステップS15に進む。
ステップS15では、現在のキーフレーム番号をインクリメントして補間のベースとなるキーフレームDmを指定すると共に、当該キーフレームDmと次キーフレームDlとの補間フレームデータを発生するよう動画処理部14に指示する。また、この際に、区間内位置iPosInAreaを次テンポ入力予測時間tfで除算して得られる補間比率を再生パラメータとして動画処理部14に供給して本処理を終える。
一方、区間値iAreaExcessが「2」より大きい場合、すなわちキーフレームDmからキーフレームDnへ戻る「中心後戻り」の区間「2」あるいはキーフレームDnからキーフレームDmへ進む「中心後進み」の区間「3」の何れかであると、上記ステップS14の判断結果は「NO」になり、ステップS16に進む。
ステップS16では、キーフレームDnと次のキーフレームDmとの補間フレームデータを発生するよう動画処理部14に指示すると共に、次式(3)に基づき算出される補間比率を再生パラメータとして動画処理部14に供給して本処理を終える。
補間比率=(次テンポ入力予測時間tf−区間内位置iPosInArea)/次テンポ入力予測時間tf…(3)
以上説明したように、本実施形態では、過去に為されたテンポ入力に応じて、次テンポ入力される予測時間を取得し、取得した予測時間より遅いタイミングで現テンポ入力されたかどうかを判別する。予測時間より早いタイミングで現テンポ入力されると、動画表示の動きを遅くするよう補正された補間比率に従って現テンポ入力に対応したキーフレームDnとその次のキーフレームDmとの補間フレームデータの発生を指示し、一方、予測時間より遅いタイミングで現テンポ入力されると、予測時間から現テンポ入力されるまでの超過期間中に、予測時間を超えて到達したキーフレームDmを中心とし、その前後のキーフレームDn,Dlを用いて動画表示の動きを往復運動させる補間フレームデータの発生を指示する。このように、現テンポ入力が予測時間より早ければ動画表示の動きを遅くさせ、一方、遅ければ動画表示の動きを往復運動させるように補間フレームデータを発生させることによって動画表示の動きが不連続にならず、この結果、テンポ入力がばらついた場合でも滑らかで自然な動きの動画を再生することが可能になる。
なお、上述した実施形態では、ユーザがテンポを取るタッピング操作でテンポ入力する態様について説明したが、これに限定されず、MIDIフォーマットの曲データから抽出したテンポ情報に同期させる態様にも勿論適用可能である。この場合、曲のテンポが大きく変わるような状況でも滑らかで自然な動きの動画を再生することが可能になる。
以上、本発明の実施の一形態について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、本願出願の特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下では、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された各発明について付記する。
(付記)
[請求項1]
テンポを入力するテンポ入力手段と、
前記テンポ入力手段によりテンポが入力されたタイミングに基づいて、前記入力手段により新たに入力されるべきテンポのタイミングを予測する予測手段と、
前記テンポ入力手段により入力されるテンポのタイミングと前記予測手段により予測されたタイミングとの関係を判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に基づいて、表示手段により表示される動画像の表示形態を制御する表示制御手段と
を備えたことを特徴とする表示制御装置。
[請求項2]
前記表示制御手段は、更に、複数のキーフレームと各キーフレームの補間フレームとに基づいて、前記動画像を前記表示手段に表示させ、
前記判別手段による判別結果に基づいて、前記複数のキーフレーム中の特定のキーフレームを中心として、当該特定のキーフレームの前後のキーフレームを用いて、前記表示形態として動画像中の動きを往復運動させるための補間フレームを生成する第1の補間フレーム生成手段を含み、
前記第1の補間フレーム生成手段により生成された補間フレームに基づいて、前記動画像の表示形態を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の表示制御装置。
[請求項3]
前記表示制御手段は、更に、前記判別手段により前記テンポ入力手段により入力されるテンポのタイミングが前記予測手段により予測されたタイミングより早い関係にあると判別されると、前記テンポ入力手段により入力されたテンポに対応したキーフレームとその次のキーフレームとを用いて、前記表示形態として動画像の動きを遅くさせる補間フレームを生成する第2の補間フレーム生成手段を有し、
前記第2の補間フレーム生成手段により生成された補間フレームに基づいて、前記動画像の表示形態を制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の表示制御装置。
[請求項4]
前記表示制御手段は、更に、前記テンポ入力手段によりテンポが入力された特定のタイミングからの経過時間を、当該特定のタイミングから前記予測手段により予測されたタイミングまでの時間で除算して得られた値に所定の補正比率を乗算することで、補間比率を算出する第1の比率算出手段を有し、
前記第2の補間フレーム生成手段は、前記第1の比率算出手段により算出された補間比率に基づいて、前記動画像の動きを遅くする前記補間フレームを生成する
ことを特徴とする請求項3記載の表示制御装置。
[請求項5]
前記表示制御手段は、更に、前記予測手段により予測されたタイミングからの超過時間に応じて、往復運動させる回数を決定する回数決定手段を更に有し、
前記期間決定手段により決定された回数に基づいて、前記表示手段により表示される動画像の動きを制御することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の表示制御装置。
[請求項6]
コンピュータを、
テンポを入力するテンポ入力手段、
前記テンポ入力手段によりテンポが入力されたタイミングに基づいて、前記入力手段により新たに入力されるべきテンポのタイミングを予測する予測手段、
前記テンポ入力手段により入力されるテンポのタイミングと前記予測手段により予測されたタイミングとの関係を判別する判別手段、
前記判別手段による判別結果に基づいて、表示手段により表示される動画像の表示形態を制御する表示制御手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
10 CPU
11 ROM
12 RAM
13 操作部
14 動画処理部
15 表示部
100 動画再生装置

Claims (6)

  1. テンポを入力するテンポ入力手段と、
    前記テンポ入力手段によりテンポが入力されたタイミングに基づいて、前記入力手段により新たに入力されるべきテンポのタイミングを予測する予測手段と、
    前記テンポ入力手段により入力されるテンポのタイミングと前記予測手段により予測されたタイミングとの関係を判別する判別手段と、
    前記判別手段による判別結果に基づいて、表示手段により表示される動画像の表示形態を制御する表示制御手段と
    を備えたことを特徴とする表示制御装置。
  2. 前記表示制御手段は、更に、複数のキーフレームと各キーフレームの補間フレームとに基づいて、前記動画像を前記表示手段に表示させ、
    前記判別手段による判別結果に基づいて、前記複数のキーフレーム中の特定のキーフレームを中心として、当該特定のキーフレームの前後のキーフレームを用いて、前記表示形態として動画像中の動きを往復運動させるための補間フレームを生成する第1の補間フレーム生成手段を含み、
    前記第1の補間フレーム生成手段により生成された補間フレームに基づいて、前記動画像の表示形態を制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載の表示制御装置。
  3. 前記表示制御手段は、更に、前記判別手段により前記テンポ入力手段により入力されるテンポのタイミングが前記予測手段により予測されたタイミングより早い関係にあると判別されると、前記テンポ入力手段により入力されたテンポに対応したキーフレームとその次のキーフレームとを用いて、前記表示形態として動画像の動きを遅くさせる補間フレームを生成する第2の補間フレーム生成手段を有し、
    前記第2の補間フレーム生成手段により生成された補間フレームに基づいて、前記動画像の表示形態を制御する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の表示制御装置。
  4. 前記表示制御手段は、更に、前記テンポ入力手段によりテンポが入力された特定のタイミングからの経過時間を、当該特定のタイミングから前記予測手段により予測されたタイミングまでの時間で除算して得られた値に所定の補正比率を乗算することで、補間比率を算出する第1の比率算出手段を有し、
    前記第2の補間フレーム生成手段は、前記第1の比率算出手段により算出された補間比率に基づいて、前記動画像の動きを遅くする前記補間フレームを生成する
    ことを特徴とする請求項3記載の表示制御装置。
  5. 前記表示制御手段は、更に、前記予測手段により予測されたタイミングからの超過時間に応じて、往復運動させる回数を決定する回数決定手段を更に有し、
    前記期間決定手段により決定された回数に基づいて、前記表示手段により表示される動画像の動きを制御することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の表示制御装置。
  6. コンピュータを、
    テンポを入力するテンポ入力手段、
    前記テンポ入力手段によりテンポが入力されたタイミングに基づいて、前記入力手段により新たに入力されるべきテンポのタイミングを予測する予測手段、
    前記テンポ入力手段により入力されるテンポのタイミングと前記予測手段により予測されたタイミングとの関係を判別する判別手段、
    前記判別手段による判別結果に基づいて、表示手段により表示される動画像の表示形態を制御する表示制御手段
    として機能させることを特徴とするプログラム。
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