JP2010066739A

JP2010066739A - 音程変換装置

Info

Publication number: JP2010066739A
Application number: JP2008260121A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Takahira; 春平高比良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-25

Abstract

【課題】歌唱者の音声のピッチと楽曲のピッチのずれを算出し、歌唱者の音声のピッチを楽曲のピッチに合わせるように変換する音程変換装置を提供する。
【解決手段】マイクロホン１０から入力された音声信号のピッチを逐次抽出する第１のピッチ抽出装置６０と、旋律データ４１を有する楽曲データ４０の旋律データ４１が入力され、旋律データ４１のピッチを逐次抽出する第２のピッチ抽出装置５０と、音声信号のピッチと旋律データ４１のピッチから音声信号のピッチを旋律データ４１のピッチに変換するためのピッチ変換量を演算するピッチ変換量演算装置７０と、ピッチ変換量演算装置７０から出力される信号により、音声信号のピッチを旋律データ４１のピッチに変換するピッチ変換装置３０と、を具備することを特徴とする音程変換装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、音程変換装置に関する。

音声の音程（ピッチ）を変換する装置および方法はすでに数多く提案されている。従来の音程変換装置としては、マイクロホンから入力された音声をＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換し、このディジタル音声信号を所定の周期でメモリに書き込み、メモリに書き込まれたディジタル音声信号を書き込みの周期とは異なる周期で読み出し、Ｄ／Ａ変換器でアナログ音声信号に戻して、増幅器で増幅し、スピーカーから出力する音程変換装置が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３２７０８６９号公報

しかしながら、特許文献１の音程変換装置は予め決められたメモリ読み出し周波数で音声のピッチを変換しているので、カラオケなどで歌唱者が歌う場合、歌唱者の音声のピッチと楽曲のピッチずれを認識して、歌唱者の音声のピッチを楽曲のピッチに合わせることができないという問題があった。それ故、歌唱者が音痴な場合には、聞き手は苦痛を感じることがしばしばあった。また、一般的に音痴な歌唱者は自分で音痴であると自覚しているので歌うことを憚り、それ故カラオケを十分楽しむことができない場合がほとんどである。さらに、本来カラオケの目的の一つは歌うことによる歌唱者のストレス発散であるが、音痴な歌唱者にとってカラオケは苦痛の場に過ぎない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、歌唱者の音声のピッチと楽曲のピッチのずれを算出し、歌唱者の音声のピッチを楽曲のピッチに合わせるように変換する音程変換装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の音程変換装置は、マイクロホンから入力された音声信号のピッチを逐次抽出する第１のピッチ抽出装置と、旋律データを有する楽曲データの旋律データが入力され、旋律データのピッチを逐次抽出する第２のピッチ抽出装置と、音声信号のピッチと旋律データのピッチから音声信号のピッチを旋律データのピッチに変換するためのピッチ変換量を特定するピッチ変換量特定装置と、ピッチ変換量演算装置から出力される信号により、音声信号のピッチを旋律データのピッチに変換するピッチ変換装置と、を具備することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の音程変換装置は、請求項１の記載を具備し、ピッチ変換装置は、メモリと、このメモリに音声信号を第１の周期で書き込む書き込み装置と、このメモリに書き込まれた音声信号を第２の周期で読み出す読み出し装置と、を具備することを特徴とする。

さらに、本発明の請求項３に記載の音程変換装置は、請求項１および請求項２の記載を具備し、ピッチ変換量演算装置は、演算結果からピッチ変換量を特定する１あるいは複数のテーブルを具備することを特徴とする。並びに、テーブルのピッチ変換量は任意の値に設定することも可能である。

本発明の音程変換装置によれば、カラオケなどで歌唱者の音声のピッチが楽曲のピッチからずれていても、歌唱者の音声のピッチを楽曲のピッチに合わせることが可能である。そのため、歌唱者が音痴である場合でも、歌唱者は楽曲のメロディーラインに沿って自動的に歌うことになるので聞き手が苦痛を感じることはなくなる、あるいは軽減される。また、音痴な歌唱者でもカラオケを楽しむことができ、ストレス発散、さらには歌唱者の音痴克服の補助的役割を果たすことが可能である。並びに、楽曲のメロディーラインに沿って歌うことは誰でも非常に気持ちが良いことなので、次回も歌いたいという気持ちが駆り立てられる。それ故に、本発明を備えたカラオケ店の評判も上がる。

図１は本発明の音程変換装置の実施例構成図を示している。図１に示した音程変換装置は、歌唱者の音声を入力するマイクロホン１０、マイクロホン１０から出力される歌唱者のアナログ音声信号Ｓ１０を歌唱者のディジタル音声信号Ｓ２０に変換するＡ／Ｄ変換器２０、歌唱者のディジタル音声信号Ｓ２０について周波数変換するピッチ変換装置３０、旋律データ４１と伴奏データ４２を有する楽曲データを保持するメモリ４０、旋律データ４１のディジタル信号Ｓ３０からピッチを抽出する楽曲ピッチ抽出装置５０、歌唱者のディジタル音声信号Ｓ２０からピッチを抽出する音声ピッチ抽出装置６０、楽曲ピッチ抽出装置５０から出力される旋律データ４１のピッチ信号Ｓ４０と音声ピッチ抽出装置６０から出力される歌唱者のピッチ信号Ｓ５０により歌唱者のディジタル音声信号Ｓ２０のピッチ変換量を演算するピッチ変換量演算装置７０、伴奏データ４２のディジタル信号Ｓ１１０から各種楽器の楽音を再生して出力するＭＩＤＩ音源１１０、ピッチ変換装置３０から出力されるピッチ変換後のディジタル音声信号Ｓ１００とＭＩＤＩ音源１１０から出力されるＭＩＤＩ音源の出力信号Ｓ１２０を設定された音量バランスに基づいて混合するオーディオミキサー１２０、オーディオミキサー１２０によって合成されたディジタル信号Ｓ１３０をアナログ信号Ｓ１４０に変換するＤ／Ａ変換器１３０、およびスピーカー１４０を有する。

次にこのような音程変換装置の動作について説明する。

図１に示すように、マイクロホン１０から出力される歌唱者のアナログ音声信号Ｓ１０は、Ａ／Ｄ変換器２０を介して歌唱者のディジタル音声信号Ｓ２０に変換される。その歌唱者のディジタル音声信号２０は、ピッチ変換装置３０と音声ピッチ抽出装置６０に入力される。

ここで、ピッチ変換装置３０は、メモリ書き込み装置８０、メモリ９０、および、メモリ読み出し装置１００で構成されている。メモリ９０はリングバッファ構成の半導体メモリ、例えばＳＲＡＭである。メモリ書き込み装置８０はこのメモリ９０に第１の周期として１２ｋＨｚの一定の周期でＡ／Ｄ変換器２０から出力された音声信号Ｓ２０を書き込む。メモリ読み出し装置１００は、例えば、６〜２４ｋＨｚの範囲で変化する周波数でメモリ９０に書き込まれた音声信号Ｓ９０を読み出し、読み出し周波数で規定された周期でピッチ変換後のディジタル音声信号Ｓ１００として出力する。上記６〜２４ｋＨｚの範囲で変化する周期は、書き込み周期１２ｋＨｚに対して、１／２から２倍のオクターブでピッチを変換可能な範囲を示す。例えば、１／２のオクターブにピッチ変換する場合は、読み出し周期は６ｋＨｚに設定される。２倍のオクターブにピッチ変換する場合は、読み出し周期は２４ｋＨｚに設定される。

また、音声ピッチ抽出装置６０は、歌唱者のディジタル音声信号Ｓ２０からピッチを逐次抽出し、歌唱者のピッチ信号Ｓ５０を出力する。

一方、メモリ９０に保持されている楽曲データ４０のうち旋律データ４１は読み出されて旋律データ４１のディジタル信号Ｓ３０となり、楽曲ピッチ抽出装置５０に入力される。楽曲ピッチ抽出装置５０では、旋律データ４１のディジタル信号３０からピッチを逐次抽出し、旋律データ４１のピッチ信号Ｓ４０を出力する。

旋律データ４１のピッチ信号Ｓ４０と歌唱者のピッチ信号Ｓ５０はピッチ変換量演算装置７０に同時に入力される。ピッチ変換量演算装置７０では、まず旋律データ４１のピッチ信号Ｓ４０から歌唱者のピッチ信号Ｓ５０を差分する処理が行われる。その差分値から、特定の周波数に変換するための信号Ｓ６０を出力する。

図２は旋律データ４１のピッチ信号Ｓ４０と歌唱者のピッチ信号Ｓ５０の差分値から歌唱者のディジタル音声信号Ｓ２０のピッチ変換量を特定するためのテーブル例である。例えば、差分値が＋３ならば、歌唱者のディジタル音声信号Ｓ２０のピッチ変換量は＋３０Ｈｚという具合である。ただし、旋律データ４１のピッチの高低に応じて複数のテーブルを用意することも可能である。つまり、旋律データ４１のピッチが１００Ｈｚのときは図２のテーブルを、旋律データ４１のピッチが１０００Ｈｚのときは図３のテーブルを使用するという具合である。これにより、歌唱者の音声をより人間の感性に合ったものにすることが可能である。

特定の周波数に変換するための信号Ｓ６０は、メモリ読み出し装置１００に入力され、メモリ読み出し装置１００の読み出し周波数を旋律データ４１のピッチに変換する。これにより、歌唱者の音声のピッチを楽曲のピッチに合わすことが可能である。

一方、伴奏データ４２から出力される伴奏データ４２のディジタル信号Ｓ１１０はＭＩＤＩ音源１１０へ入力される。ＭＩＤＩ音源１１０は、シンセサイザーなどで構成されている。伴奏データ４２のディジタル信号Ｓ１１０から各種楽器の楽音を再生してＭＩＤＩ音源の出力信号Ｓ１２０を出力する。

ＭＩＤＩ音源の出力信号Ｓ１２０とピッチ変換後の音声信号Ｓ１００はオーディオミキサー１２０に入力される。オーディオミキサー１２０は、ピッチ変換後の音声信号Ｓ１００とＭＩＤＩ音源１１０から出力されるＭＩＤＩ音源の出力信号Ｓ１２０を設定された音量バランスに基づいて混合し、合成信号Ｓ１３０を出力する。

合成信号Ｓ１３０はＤ／Ａ変換器１３０を介してアナログ信号Ｓ１４０に変換される。そして、アナログ信号Ｓ１４０がスピーカー１４０から音響出力される。

本発明の実施に際しては、上述した実施例に限定されず、その他の種々の態様をとることができる。たとえば、上述した書き込み周期と読み出し周期、ピッチ変換量を特定するためのテーブルの値は例示に過ぎない。

本発明の音程変換装置の実施例構成図を示している。旋律データ４１のピッチ信号Ｓ４０と歌唱者のピッチ信号Ｓ５０の差分値からピッチ変換量を特定するためのテーブル例旋律データ４１のピッチ信号Ｓ４０と歌唱者のピッチ信号Ｓ５０の差分値からピッチ変換量を特定するためのテーブル例２

符号の説明

１０・・マイクロホン
２０・・Ａ／Ｄ変換器
３０・・ピッチ変換装置
４０・・楽曲データを保持するメモリ
４１・・旋律データ
４２・・伴奏データ
５０・・楽曲ピッチ抽出装置
６０・・音声ピッチ抽出装置
７０・・ピッチ変換量変換装置
８０・・メモリ書き込み装置
９０・・メモリ
１００・・メモリ読み出し装置
１１０・・ＭＩＤＩ音源
１２０・・オーディオミキサー
１３０・・Ｄ／Ａ変換器
１４０・・スピーカー
Ｓ１０・・歌唱者のアナログ音声信号
Ｓ２０・・歌唱者のディジタル音声信号
Ｓ３０・・旋律データのディジタル信号
Ｓ４０・・旋律データのピッチ信号
Ｓ５０・・歌唱者のピッチ信号
Ｓ６０・・特定の周波数に変換するための信号
Ｓ８０・・書き込み用歌唱者のディジタル音声信号
Ｓ９０・・読み出しディジタル音声信号
Ｓ１００・・ピッチ変換後の音声信号Ｓ１０
Ｓ１１０・・伴奏データのディジタル信号Ｓ１１
Ｓ１２０・・ＭＩＤＩ音源の出力信号
Ｓ１３０・・合成信号
Ｓ１４０・・アナログ信号

Claims

マイクロホンから入力された音声信号のピッチを逐次抽出する第１のピッチ抽出装置と、
旋律データを有する楽曲データの前記旋律データが入力され、前記旋律データのピッチを逐次抽出する第２のピッチ抽出装置と、
前記音声信号のピッチと前記旋律データのピッチから前記音声信号のピッチを前記旋律データのピッチに変換するためのピッチ変換量を演算するピッチ変換量演算装置と、
前記ピッチ変換量演算装置から出力される信号により、前記音声信号のピッチを前記旋律データのピッチに変換するピッチ変換装置と、
を具備することを特徴とする音程変換装置。
前記ピッチ変換装置は、
メモリと、
このメモリに前記音声信号を第１の周期で書き込む書き込み装置と、
このメモリに書き込まれた音声信号を第２の周期で読み出す読み出し装置と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の音程変換装置。
前記ピッチ変換量演算装置は、
前記演算結果からピッチ変換量を特定する１あるいは複数のテーブル
を具備することを特徴とする請求項１または請求項２記載の音程変換装置。