JP2003036085A - ピッチシフター付きカラオケ装置 - Google Patents
ピッチシフター付きカラオケ装置Info
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Abstract
て主旋律にピッチを合わせる歌声補正機能付きのカラオ
ケ装置を提供する。 【解決手段】 マイクロホンからの歌声信号をサンプリ
ングして歌声ピッチを逐次検出する歌声ピッチ検出手段
と、カラオケ伴奏音楽の演奏時系列における前記歌声信
号の各サンプリング点で発声すべき指示ピッチをカラオ
ケ伴奏音楽データから逐次取得する指示ピッチ取得手段
と、前記歌声ピッチと前記指示ピッチの差分を検出する
第1の誤差検出手段と、前記歌声ピッチと前記指示ピッ
チの一方を２倍または２分の１にした値と他方との差分
を検出する第2の誤差検出手段と、第１の誤差検出手段
の検出値が規定値より小さいか、あるいは第2の誤差検
出手段の検出値が規定値より小さい場合に、前記マイク
ロホンからの歌声信号を周波数変換して前記指示ピッチ
に合わせてミキシングアンプに供給するピッチ修正手段
とを備えたピッチシフター付きカラオケ装置とした。
Description
ピッチ（音の高さ）を修正するピッチシフター付きのカ
ラオケ装置の改良に関し、より具体的には、歌声を適宜
にオクターブ上下しながら補正して主旋律にピッチを合
わせる処理方式に関する。 【０００２】 【従来の技術】入力信号のピッチを変化させて出力する
ピッチシフターとよばれる技術が知られている。カラオ
ケ装置において実用化されている代表的なピッチシフタ
ーには、マイクロホンから入力されたカラオケ歌唱者の
歌唱信号から抽出したピッチを自動的に３度低くしたり
５度上げたりした音声信号を生成し、元の歌唱信号に混
合して出力することによって同じ声質によるコーラスと
同じような効果を生み出すものや、歌唱信号のピッチを
わずかにずらした音声信号を生成し、元の歌唱信号に混
合して音声に拡がりをもたせるものなどが知られてい
る。（特開平１１−３０９０号公報、特開平１１−１２
６０８３号公報参照）また特許第３１７９４６８号公報
には、歌唱者の音声をカラオケ伴奏音楽の主旋律データ
と倍音関係にあり、かつ歌唱者の音声と同じオクターブ
域に収まる主旋律になるように、歌唱者の音声を補正す
るピッチシフターが開示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】たとえば音域の広いア
ーティストの歌を男性が歌う場合、一曲の中でも低音域
の部分は歌えても、高音域になると大抵の人はそのまま
では歌えず1オクターブ下げて歌う。同じ歌を女性が歌
う場合には、高音域はそのまま歌うが、低音域では1オ
クターブ上げて歌う場合が多い。このような場合にも歌
声どおりのオクターブ域内で歌唱補正すると、高音域と
低音域の間の連続性がとぎれ、せっかく部分的には模範
的な歌唱となっても、全体的に音楽として聞き苦しいも
のになってしまう。 【０００４】また歌唱を補正するとしても、どんなに大
きくピッチを外していても一律に補正するのであれば、
あまりにわざとらしくなる場合がある。補正されても違
和感なく歌唱者本人や周囲の人の耳に届くためには補正
できる範囲が存在するのである。 【０００５】そこで本発明者らは、完成度がある程度に
まで達している歌唱について、声色はそのままで模範的
なピッチになるように補正できたら、より完成度の高い
歌唱になり自他ともに満足できるだろうと考えた。この
ようにして、違和感のない補正ができる範囲を考慮して
本発明はなされたものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、マイクロホンからの歌声信号をサンプリン
グして歌声ピッチを逐次検出する歌声ピッチ検出手段
と、カラオケ伴奏音楽の演奏時系列における前記歌声信
号の各サンプリング点で発声すべき指示ピッチをカラオ
ケ伴奏音楽データから逐次取得する指示ピッチ取得手段
と、前記歌声ピッチと前記指示ピッチの差分を検出する
第１の誤差検出手段と、前記歌声ピッチと前記指示ピッ
チの一方を２倍または２分の１にした値と他方との差分
を検出する第２の誤差検出手段と、第１の誤差検出手段
の検出値が規定値より小さいか、あるいは第２の誤差検
出手段の検出値が規定値より小さい場合に、前記マイク
ロホンからの歌声信号を周波数変換して前記指示ピッチ
に合わせてミキシングアンプに供給するピッチ修正手段
とを備えたことを特徴とするピッチシフター付きカラオ
ケ装置とした。 【０００７】 【発明の実施の形態】この発明の一実施例によるピッチ
シフター付きカラオケ装置の構成を図１に示している。
このカラオケ装置の基本的な構成は従来の一般的なもの
と同様であり、パソコン本体に相当する中央処理装置１
と、その周辺機器であるハードディスク装置２、操作制
御部３、シンセサイザー４、映像制御部５などを備えて
いる。 【０００８】ハードディスク装置２は多数の楽曲のカラ
オケデータが記憶されてカラオケデータベースとして管
理される。カラオケデータは、ＭＩＤＩデータなどの電
子楽譜形式で記述されたカラオケ伴奏音楽データと、伴
奏音楽に同期して歌詞を表示して色変えするための歌詞
描出データが含まれる。この発明においては、カラオケ
伴奏音楽データには主旋律パートが含まれており、カラ
オケ伴奏音楽の演奏中に歌唱者が発声すべき音の高さを
示すデータ（これを指示ピッチＰｓとする）を前記主旋
律パートから取得することができる。 【０００９】ある楽曲を演奏するとき、中央処理装置１
は、ハードディスク装置２から事前に読み出してメモリ
に展開してあるカラオケ伴奏音楽データを逐次処理し、
シンセサイザー４を順次駆動してカラオケ伴奏音楽のオ
ーディオ信号を生成する。このカラオケ伴奏音楽の信号
はミキシングアンプ６で後述の音声信号と混合されて増
幅され、スピーカシステム７から音響出力される。これ
と並行して中央処理装置１は、前記の歌詞描出データを
逐次処理し、カラオケ伴奏音楽の進行に同期して色変わ
りする歌詞文字列のグラフィックスデータを映像制御部
５に生成し、その歌詞文字列をディスプレイ８で表示す
る。なお詳しい説明は省略するが、歌詞文字列の背景に
適宜な動画が表示される。 【００１０】歌唱者はマイクロホン９を持ち、スピーカ
システム７から出る伴奏音楽を聴きながらディスプレイ
に表示される歌詞を見て歌う。マイクロホン９から出力
される歌声信号はマイクロホンアンプ１０を経てピッチ
修正回路１１に入力される。以下に詳しく説明するよう
に、ピッチ修正回路１１は、オア回路１２の出力がオン
の場合にマイクロホン９からの歌声信号のピッチを修正
して出力するが、オア回路１２の出力がオフの場合には
ピッチ修正処理は行わずにマイクロホン９からの歌声信
号をそのまま出力する。ピッチ修正回路１１から出力さ
れる歌声信号はミキシングアンプ６に入力される。 【００１１】マイクロホンアンプ１０からの歌声信号は
ピッチ検出回路１４にも入力される。このピッチ検出回
路１４は、入力された歌声信号を適宜な周期でサンプリ
ングして歌声信号の基本周波数を検出し、その検出値
（歌声ピッチＰｖとする）をディジタルデータで出力す
る。なお、ピッチ検出回路１４は、入力信号のある程度
の継続性のある基本周波数を検出するもので、ごく短期
間での周波数変動には感応しないように、そのサンプリ
ング特性や濾波特性を適宜に設定している。 【００１２】ピッチ検出回路１４から出力される歌声ピ
ッチＰｖは、3系統の比較判定回路１３ａ・１３ｂ・１
３ｃに入力される。これらの比較判定回路１３ａ・１３
ｂ・１３ｃには中央処理装置１から与えられる前述の指
示ピッチＰｓも入力される。これらに入力される指示ピ
ッチＰｓは、中央処理装置１が主体となってカラオケデ
ータを処理して伴奏音楽の演奏と歌詞文字列の生成を行
うのと並行し、中央処理装置１がカラオケデータから取
得して逐次出力するもので、カラオケ伴奏音楽の演奏時
系列の各時点で歌うべき音の高さを示すディジタルデー
タのストリームである。 【００１３】比較判定回路１３ａは、歌声ピッチＰｖと
指示ピッチＰｓとの差分が規定値ΔＰ内に収まっている
か否かを判定し、差分が規定値ΔＰより小さい場合に、
その出力信号をオンにする。比較判定回路１３ｂは、歌
声ピッチＰｖを2倍にした値と指示ピッチＰｓとの差分
が規定値ΔＰ内に収まっているか否かを判定し、差分が
規定値ΔＰより小さい場合に、その出力信号をオンにす
る。比較判定回路１３ｃは、歌声ピッチＰｖを2分の１
にした値と指示ピッチＰｓとの差分が規定値ΔＰ内に収
まっているか否かを判定し、差分が規定値ΔＰより小さ
い場合に、その出力信号をオンにする。 【００１４】これら比較判定回路１３ａ・１３ｂ・１３
ｃは、歌声ピッチＰｖと指示ピッチＰｓとの差分のごく
短時間の増減には感応せず、差分が規定値ΔＰより小さ
い状態が適宜時間継続したときに出力信号をオンにする
とともに、差分が規定値ΔＰを超える状態が適宜時間継
続したときに出力信号をオフにするように、適宜なヒス
テリシス特性を持たせることが望ましい。また、たとえ
ば最新の４拍分の期間での差分｜（Ｐｖ−Ｐｓ）｜の平
均値を常に求めて、その平均値と規定値ΔＰとの大小関
係により出力信号をオン・オフする構成にしても前記
「適宜時間継続」の方式と同等の作用が得られる。 【００１５】３系統の比較判定回路１３ａ・１３ｂ・１
３ｃの出力信号は前記オア回路１２に入力される。した
がって、比較判定回路１３ａ・１３ｂ・１３ｃの出力信
号のいずれかがオンになるとオア回路１２の出力がオン
になり、この場合にピッチ修正回路１１の修正機能が有
効になる。反対に、比較判定回路１３ａ・１３ｂ・１３
ｃの出力信号がいずれもオフである場合、ピッチ修正回
路１１の修正機能はまったく働かない。そしてピッチ修
正回路１１は、オア回路１２の出力信号がオンである場
合に、マイクロホンアンプからの歌声信号を周波数変換
し、歌声信号のピッチを中央処理装置１から与えられて
いる指示ピッチＰｓに一致させ、そのようにピッチシフ
トさせた歌声信号をミキシングアンプ６に供給する。 【００１６】以上に詳しく説明した本実施例のピッチシ
フトの作用効果について、図２の楽譜を参照しながら、
実際のカラオケ歌唱に即して具体的に説明する。本実施
例にかかるカラオケ装置で使用するカラオケデータはＭ
ＩＤＩ規格に従った図2のように例示できる楽譜データ
であり、ピッチの最小単位は半音（＝１００セント）、
符長の最小単位は３２分音符である。図２の上段は主旋
律データであり、下段は歌唱者が意図した歌唱旋律を譜
面化したものである。 【００１７】歌唱者は、第１小節目〜第3小節目までは
上段のとおりに歌えるが、第4小節目は歌唱者が歌える
音域を逸脱しているためそのままでは歌えずに1オクタ
ーブ下げて歌う。歌唱者は下段のように歌っているつも
りだが、素人であれば実際には多少ピッチがずれること
が多い。前述のピッチシフトによってこのピッチの多少
のずれを補正し、さらに上段のとおりに歌っているよう
に歌唱者の音声を音響出力する。すなわち、第１小節目
〜第3小節目について実際の発声音のピッチ（歌声ピッ
チ）と上段の音符（指示ピッチ）とのずれがΔＰ（ここ
では１５０セントとする）より小さければ、比較判定回
路１３ａの出力がオンとなり、歌声信号の歌声ピッチを
指示ピッチに修正して出力する。しかし歌声ピッチと指
示ピッチとのずれが１５０セント以上あった場合には、
歌声ピッチを修正せずに歌声信号をそのまま出力する。 【００１８】次に第４小節目については、指示ピッチと
の比較対象は歌声ピッチの周波数を２倍にしたもの、す
なわち歌声ピッチを１オクターブ上げたものである。上
記と同様に歌声ピッチの１オクターブ上のピッチと指示
ピッチとのずれが１５０セント以上であれば歌声ピッチ
を修正せずに歌声信号をそのまま出力するが、１５０セ
ントより小さければ、比較判定回路１３ｃがオンにな
り、歌声信号の歌声ピッチを指示ピッチ（譜面上段）に
修正して出力する。すなわち、実際の歌声よりおよそ1
オクターブ高くなって出力される。 【００１９】なお本実施例においては、比較判定回路１
３にて歌声信号と主旋律データとを比較評価する際に、
歌声信号の周波数を2倍または２分の１にする方式をと
ったが、もちろん、主旋律データの周波数を２倍または
2分の１にする方式をとっても同じ結果を得られる。た
だしこの場合には、判定の条件となる主旋律データと歌
声信号との差分をΔPとするならば、主旋律データの周
波数を２倍にしたデータとの差分は２ΔP、主旋律デー
タの周波数を２分の１にしたデータとの差分は（１／
２）ΔPとして比較評価する。 【００２０】 【発明の効果】この発明にかかるカラオケ装置によれ
ば、歌声のピッチと歌唱すべき主旋律のピッチと、また
はそのどちらかを１オクターブ上下したピッチとが大き
く異ならならない場合には、歌唱の完成度がある程度高
いと見なされて主旋律のピッチに修正される。これによ
り完成度がある程度高い歌唱についてはより完璧な歌唱
として聴くことができ、自他ともに満足できる。さら
に、音域の広いアーティストの歌を歌う場合や男性が女
性アーティストの歌、あるいは女性が男性アーティスト
の歌を歌う場合など、一般的な歌唱者の限界音域にかか
る曲でも、声色は歌唱者のままで原曲のピッチどおりの
歌唱を聴くことができるので、その場でしか味わえない
満足感を自他ともに得ることができる。その結果、カラ
オケを利用する人が増大する効果も期待できる。
カラオケ装置の構成例である。 【図２】この発明の一実施例の作用を具体的に説明する
ために参考となる図である。 【符号の説明】 １ 中央処理装置 ２ ハードディスク装置 ３ 操作制御部 ４ シンセサイザー ５ 映像制御部 ６ ミキシングアンプ ７ スピーカシステム ８ ディスプレイ ９ マイクロホン １０ マイクロホンアンプ １１ ピッチ修正回路 １２ オア回路 １３ａ・１３ｂ・１３ｃ 比較判定回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 マイクロホンからの歌声信号をサンプリ
ングして歌声ピッチを逐次検出する歌声ピッチ検出手段
と、カラオケ伴奏音楽の演奏時系列における前記歌声信
号の各サンプリング点で発声すべき指示ピッチをカラオ
ケ伴奏音楽データから逐次取得する指示ピッチ取得手段
と、前記歌声ピッチと前記指示ピッチの差分を検出する
第１の誤差検出手段と、前記歌声ピッチと前記指示ピッ
チの一方を２倍または２分の１にした値と他方との差分
を検出する第２の誤差検出手段と、第１の誤差検出手段
の検出値が規定値より小さいか、あるいは第２の誤差検
出手段の検出値が規定値より小さい場合に、前記マイク
ロホンからの歌声信号を周波数変換して前記指示ピッチ
に合わせてミキシングアンプに供給するピッチ修正手段
とを備えたことを特徴とするピッチシフター付きカラオ
ケ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001224330A JP3597156B2 (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | ピッチシフター付きカラオケ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001224330A JP3597156B2 (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | ピッチシフター付きカラオケ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003036085A true JP2003036085A (ja) | 2003-02-07 |
| JP3597156B2 JP3597156B2 (ja) | 2004-12-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001224330A Expired - Fee Related JP3597156B2 (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | ピッチシフター付きカラオケ装置 |
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