JP2990994B2 - 再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコー
ダ、ビデオディスクプレーヤ等の映像信号を再生する機
器または、歌唱信号を処理する機器において、再生され
る歌唱または、外部から入力された歌唱により歌を楽し
むカラオケ用機器として利用する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、音響機器のなかで伴奏だけの音声
信号を再生し、それにあわせてマイクロホン入力の信号
を合成して歌を歌うという、いわゆる「カラオケ装置」
と称する装置が一般家庭あるいは業務用として普及して
いる。特にカラオケを実施する時には、歌詞を画面に表
示したり、雰囲気を盛り上げるための手段として、映像
を同時に使用することが広く実施されている。その際、
使用されるメディアとして、カラオケ用の歌唱信号も記
録されたビデオテープやビデオディスクが使用されてお
り、それらのカラオケ用メディアには、カラオケ用の音
声信号（伴奏）とは別に原曲の歌唱信号が記録されてい
るのが一般的である。この原曲の歌唱信号は、カラオケ
のお手本として利用され、カラオケの練習材料として使
用する目的でメディアに記録されている。

【０００３】このようなカラオケ装置について以下、従
来例として図面を用いて説明する。図１６は従来のカラ
オケ装置を示す図である。

【０００４】図１６において、１は音声と映像が記録さ
れたディスクであり、２はディスク１を回転させるモー
タ、３はディスクの記録情報をレーザなどで読み取る信
号検出手段、４はモータなどを制御する制御手段、５は
信号検出手段３から出力された信号から映像信号を復調
する映像信号復調手段、６は映像信号復調手段から復調
された映像信号の波形整形やノイズ除去を行う映像信号
処理手段、７は映像信号処理手段の出力をテレビ受像機
などに出力する出力端である。また、８は信号検出手段
から出力された信号から音声信号を復調する音声復調手
段、９は歌い手の声を音声信号に変換するマイクロホ
ン、１０はマイクロホンの出力を入力するマイクロホン
入力部、１１はマイクロホン入力の信号を増幅する増幅
手段、１２は音声復調手段の出力とマイクロホン入力部
の出力を増幅する増幅手段の出力を合成する合成手段、
１３は合成手段１２の出力を外部に出力するようにする
音声信号処理手段、１４、１５は音声信号処理手段の出
力を各チャンネル毎に出力する出力端である。

【０００５】このような構成について動作を説明する。
まず、ディスク１は映像信号と音声信号が記録されてい
る。ここでは映像信号も記録されているが、音声だけが
記録されているＣＤの場合も存在する。

【０００６】ディスク１はモータ２によって６００rpm
から１８００ｒｐｍの回転数で回転されている。ディス
クに記録された情報は一般にピットと呼ばれる凹凸で、
ＦＭ変調で記録されており、それをレーザなどの光学系
を使い信号検出手段３で読み取りが行われる。検出され
た信号はＦＭ変調された映像信号と音声信号を含み、帯
域を選択され映像復調手段５で映像信号と、音声復調手
段８で音声信号に変換される。音声信号はＦＭ変調され
た場合とそれとは別にデジタル記録された場合とがあ
り、あるいは両方の信号が記録されている時があるが、
ここでは簡単のためＦＭ復調された信号で説明する。こ
の復調された音声信号は一般に２チャンネルある。

【０００７】次に復調された映像信号は映像信号処理手
段６で波形整形やＳ/Ｎ改善され出力端７よりテレビ受
像機などへ出力される。一般にカラオケディスクと称す
るディスクを再生した時には、この映像信号には歌唱部
分にあわせて歌詞が重畳されており、歌詞を映像ととも
に見ながら歌うようになっている。

【０００８】また、マイクロホン９から入力される音声
信号は、マイクロホン入力部１０から入力され、増幅手
段１１で増幅された後、復調された音声信号と合成手段
１２で合成され、さらに音声処理手段１３でアンプやス
ピーカに出力できるように処理され、各チャンネル毎に
出力端１４、１５からアンプあるいはスピーカあるいは
テレビ受像機へ音声が出力される。

【０００９】復調された音声信号は一般に伴奏だけの信
号でステレオタイプや、Ｌチャンネルに伴奏、Ｒチャン
ネルに伴奏とお手本のボーカルを足したものや、Ｌチャ
ンネルに伴奏、Ｒチャンネルにお手本のボーカルを記録
したものなどがあり、いずれにしても、これらの音声と
歌い手の音声を重ねあわせて、歌を歌って楽しむもので
ある。

【００１０】このような構成で歌の練習をするときは、
Ｒチャンネルに記録された歌唱信号をお手本として聴き
ながら歌うなどの方法があり、お手本を元に主観的に評
価していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、原曲の歌唱と歌唱者（歌い手）の歌唱の比較
は、出力された歌唱信号を歌唱者が聞き取り、それぞれ
の音程などを主観的に解釈した結果得られるものであ
る。歌唱者が音程などの聞き取りに優れている場合は、
原曲の歌唱と自分の歌唱の違いを把握できるが、音程な
どを聞き取り能力に優れていない人は、原曲の歌唱と自
分の歌唱の差がわかりにくく、結果的に客観的な評価が
できないという欠点を有していた。

【００１２】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、ディスクなどから再生された信号に含まれるお手本
の歌唱と歌い手の歌唱の特性情報を検出するので、客観
的評価を容易にし、なおかつ達成感のある練習方法を実
現しうる再生装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の再生装置は、記録媒体から音声を再生する再
生手段と、前記再生手段を制御する再生制御手段と、再
生した音声から歌唱信号を抽出する歌唱信号抽出手段
と、前記歌唱信号抽出手段の出力が一定振幅以上であっ
た場合に、前記歌唱信号抽出手段の出力から歌唱信号の
音程を検出する第１の特性検出手段と、外部から音声を
入力する入力手段と、前記入力手段の出力が一定振幅以
上であった場合に前記入力手段の出力から音程を検出す
る第２の特性検出手段と、前記第１の特性検出手段と第
２の特性検出手段の出力を比較し、差があった場合、ま
たは、第１の特性検出手段の出力があり且つ第２の特性
検出手段が出力がないときに、第１の一定値より減算あ
るいは増算し、第２の一定値になると演算を終了する比
較演算手段とを備え、再生制御手段は、前記比較演算手
段が演算を終了すると再生状態を再生手段の停止あるい
は一時停止に制御する構成を有している。

【００１４】また、記録媒体から音声を再生する再生手
段と、前記再生手段を制御する再生制御手段と、再生し
た音声から歌唱信号を抽出する歌唱信号抽出手段と、前
記歌唱信号抽出手段の出力が一定振幅以上であった場合
に、前記歌唱信号抽出手段の出力から歌唱信号の音程を
検出する第１の特性検出手段と、外部から音声を入力す
る入力手段と、前記入力手段の出力が一定振幅以上であ
った場合に前記入力手段の出力から音程を検出する第２
の特性検出手段と、前記第１の特性検出手段と第２の特
性検出手段の出力を比較し、比較のための一定値と差が
あった場合、または、第１の特性検出手段の出力があり
且つ第２の特性検出手段が出力がないときに、第１の一
定値より減算あるいは増算し、第２の一定値になると演
算を終了する比較演算手段と、前記比較演算手段の前記
比較のための一定値を与えるレベル設定手段を備え、再
生制御手段は、前記比較演算手段が演算を終了すると再
生状態を再生手段の停止あるいは一時停止に制御する構
成を有している。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【作用】本発明の再生装置は上記した構成により、歌唱
信号から特定の特性を検出し、歌声と比較し、また、比
較結果より演算を行って制御手段を制御するなどにより
再生状態を変化させるので、歌唱の練習において客観的
な評価手段を与え、且つ緊張感のある効率的な練習が可
能となるものである。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図面
を参照しながら説明する。

【００２０】図１は、本発明の第１の実施例の構成を示
すブロック図である。図１において、１は映像信号と音
声信号が記録されたディスク、２はディスクを回転させ
るモータ、３はディスク上の記録情報を読み取る信号検
出手段、４はモータなどディスク再生を制御する制御手
段、５は信号検出手段３から出力された信号から映像信
号を復調する映像信号復調手段、６は復調された映像信
号の波形を整形したり、Ｓ/Ｎを改善する映像信号処理
手段、７は映像信号処理手段の出力をテレビ受像機など
に出力する出力端、８は信号検出手段３の出力から音声
信号を復調する音声復調手段、９は歌い手の音声を電気
信号に変換するマイクロホン、１０はマイクロホン入力
部、１１はマイクロホン入力部からの信号を増幅する増
幅手段、１２は音声復調手段８の出力とマイクロホン信
号の増幅手段の出力を加算する合成手段、１３は合成さ
れた信号をアンプやスピーカへ出力できるようにする音
声信号処理手段、１４、１５は音声の各チャンネルを出
力する音声出力端、３０は音声復調手段の出力から歌唱
信号部分を抽出する歌唱信号抽出手段、３１は歌唱信号
抽出手段の出力から音声の特性を検出する第１の音声特
性検出装置、３２はマイクロホンから出力された信号か
ら音声の特性を検出する第２の音声特性検出装置、３３
は第１と第２の音声特性検出装置３１、３２の出力を比
較演算する比較演算手段である。

【００２１】以上のように構成された再生装置について
その動作を説明する。まず、ディスク１には一般に映像
信号と音声信号が多重ＦＭ記録されており、さらにＣＤ
フォーマットでデジタル音声が低域に重畳されている。
このデジタル音声はない場合もある。ここでは、簡単の
ため、ＦＭ記録された音声で説明する。

【００２２】このＦＭ記録された音声信号は歌の練習用
にＬチャンネルは伴奏、Ｒチャンネルは伴奏＋お手本ボ
ーカルが記録されている場合が多い。この時、通常の練
習ではＬチャンネルを選択し、わからない箇所があると
Ｒチャンネルを選択して練習できる。

【００２３】このディスク１は制御手段４によって制御
されたモータによって回転される。この場合、線速度一
定なディスクであれば、５００rpmから１８００rpmの回
転がなされる。モータ２は一定基準と一致するように制
御され、そこで回転の一定条件が満たされると信号検出
手段３からは復調可能な映像信号と音声信号が含まれる
ＲＦ信号と呼ばれる信号が出力される。

【００２４】このＲＦ信号は帯域制限され、映像信号復
調手段５で映像信号に復調され、また、音声信号復調手
段８で２チャンネルの音声信号に復調される。

【００２５】復調された映像信号は映像信号処理手段６
で波形整形やノイズの除去が行われれ、出力端７より、
テレビ受像機などへ出力される。

【００２６】マイクロホン９の出力は入力１０から入力
され、増幅手段１１で適当な振幅に増幅された後、音声
復調手段の出力と合成手段１２で合成される。合成され
た音声信号は音声処理手段１３で適当な振幅や周波数特
性に設定され、各チャンネルの出力１４、１５からアン
プあるいはスピーカーへ出力される。

【００２７】したがって、歌い手の声と伴奏等が重なっ
た形でスピーカから聞こえ、さらに映像信号には歌詞が
含まれている場合が多いので、画面で歌詞をみながら歌
を楽しむことができる。以上は従来と同様であるが、本
発明では、客観的評価を行うため、再生された音声から
基準となるお手本歌唱を抽出し、その基本特性とマイク
から入力された歌声の基本特性を抽出し、比較演算して
いる。その動作について以下で説明する。

【００２８】音声信号復調手段８によって復調された音
声信号は、基準となるお手本信号を抽出するために、歌
唱信号抽出手段３０にも入力される。歌唱信号抽出手段
３０では、Ｒチャンネルに存在するお手本ボーカルの信
号を抜き取る。これは、一般にカラオケディスクではＬ
チャンネルの伴奏とＲチャンネルの伴奏がモノラルでほ
ぼ等しいることを利用して、Ｌ−Ｒを行い伴奏をキャン
セルし、Ｒチャンネルに含まれるお手本ボーカルの信号
を抽出するものである。ただし、ＬとＲの音声信号は振
幅の関係が必ずしも１：１でないのでその場合は、Ｌか
Ｒのどちらかの信号の振幅を調整してキャンセルするこ
とで、お手本の信号を抽出する。

【００２９】図２に、振幅を調整して伴奏をキャンセル
する場合の歌唱信号抽出手段の具体的な回路例を示す。

【００３０】図２において、４０はＬチャンネル入力
端、４１はＲチャンネル入力端、４２は電圧制御増幅
器、４３は電圧制御増幅器を制御する電圧制御増幅器制
御手段、４４はオペアンプ、４５、４６、４７、４８は
オペアンプを差動で動作させるための抵抗値をもつ抵
抗、４９は出力端である。これらの構成要素のなかで、
Ｌチャンネル入力端４０とＲチャンネル入力端４１が、
図１の歌唱信号抽出手段３０の入力に対応し、音声復調
手段８の出力を入力とする。また、図２の出力端４９は
図１の歌唱信号抽出手段３０の出力に対応する。

【００３１】いま、音声復調されたＬチャンネル音声信
号が入力端４０から入力され、４１から音声復調された
Ｒチャンネル音声信号が入力されるとする。Ｌチャンネ
ル音声信号は電圧制御増幅器４２に入力され、その出力
は、抵抗４５の一端に入力される。この信号をＬ｀信号
とする。一方Ｒチャンネル音声信号は、同じく差動アン
プを構成する抵抗４７の一端に入力される。この信号を
Ｒ信号とする。ここで抵抗４５〜４８を等しい値にすれ
ば、抵抗４５〜４８とオペアンプ４４は入力信号の差を
とる差動アンプとなり、出力端４９には、Ｒ信号−Ｌ｀
信号が得られる。

【００３２】この場合、Ｒ信号とＬ｀信号の振幅が等し
ければ、出力端４９には、ほぼ振幅０の信号が得られる
が、そうでないときは、電圧制御増幅器制御手段４３
が、入力されている出力端４９の信号が０でないことを
検出して、電圧制御増幅器４２の電圧を制御して、Ｌ｀
信号振幅を設定し、出力端４９の信号が振幅０になるよ
うにする。ここで、電圧制御増幅器制御手段４３には、
Ｌチャンネル音声信号も入力されているが、これは、音
声信号があるかないか検出するためのもので、音声信号
のない場合に、出力端４９の振幅がいつも０になり、本
来の電圧制御増幅器の電圧設定が行えないため、音声信
号がある時に上記の動作を行うようにするものである。

【００３３】このようにしてＲチャンネルの音声信号と
同じ振幅になるようにＬチャンネル信号を制御して、伴
奏信号がキャンセルされる。ただし、上記のような動作
を行うためには、お手本の歌唱部分のない部分で行う必
要がある。しかしながら、一般に、歌には歌唱部のない
前奏があるので、そのときに上記のような電圧制御増幅
器の電圧設定を行えば問題とならない。この時、ディス
ク等に記録されたカラオケの曲は各々の曲がチャプタと
呼ばれる区分で分けられるので、上記の制御動作をチャ
プタの頭で行うようにすれば、選曲毎に、且つ確実に伴
奏がキャンセルすることができるという利点がある。

【００３４】なお、図２では、歌唱信号抽出手段をアナ
ログ回路で実現したが、同じような構成はデジタル回路
でも実現できる。

【００３５】また、本実施例では、歌唱信号抽出手段３
０の動作を、Ｌチャンネルに伴奏、Ｒチャンネルに伴奏
＋お手本ボーカルの場合を例に説明しているが、ＣＤの
ようにＬチャンネルに伴奏、Ｒチャンネルにお手本ボー
カルが記録されている場合があり、このような場合に
は、歌唱信号抽出手段３０の構成は、単にＲチャンネル
を選択するだけでよい構成となる。すなわち、Ｌチャン
ネル信号とＲチャンネル信号が入力されてもＲチャンネ
ル信号だけが出力されればよい。

【００３６】次に歌唱信号抽出手段３０で抽出された歌
唱信号は音声特性検出手段３１で歌唱信号から音声の特
性を検出される。ここで、音声の特性を検出するのは、
歌唱信号のままでは、男性と女性の差あるいは個人差が
信号の波形にかなりあり、比較しにくいので、歌い手に
依存しないようするためである。すなわち、音声に含ま
れる各特性に分け、基本特性に注目することで、あとで
行う比較演算が正確となり、結果として効果的な練習成
果が期待できるものである。この場合、検出すべき音声
の特性には、音程や音声レベル（振幅）やリズムなどが
ある。

【００３７】以下に音声特性検出回路について、いくつ
かの例をあげて説明する。まず、音声特性検出回路が音
程を検出する場合の例を図３を用いて説明する。

【００３８】図３において、５０は入力端で、図１の音
声特性検出手段３１あるいは３２の入力に相当する。５
１は帯域制限フィルタ、５２は信号のゼロクロスの周期
を計測する周期計測手段、５３は周期計測された信号の
値を一定時間毎に平均化する平均化処理手段、５４は出
力端で、図１の音声特性検出手段３１あるいは３２の出
力に相当するものである。ここで言う音程は、歌い手の
音の高さのことで、周波数や周期で検出されるものであ
る。

【００３９】歌唱信号抽出手段３０で抽出された歌唱信
号は入力端５０から入力され、帯域制限フィルタ５１で
帯域を制限される。一般に、歌唱信号は５０HZから８０
０HZの間に最も多く存在するので、この帯域に制限する
必要がある。これは、歌唱信号抽出手段で伴奏の信号が
残る場合もあるので精度を向上させる上で有効な手段で
ある。さらに、歌唱信号といっても高調波を多く含むの
で、基本波を抜き取るためという目的もある。

【００４０】この基本波成分のエネルギーを大きくする
ことは、単に歌唱信号を扱う場合に比べ、歌い手の声や
歌い方に依存しにくいという利点があり、重要である。

【００４１】帯域制限され、基本波のエネルギーが大き
くなった信号は、次にゼロクロス周期計測手段５２に入
力される。周期計測手段５２は帯域制限された歌唱信号
のゼロクロスを検出し、そのゼロクロス間の時間を計測
し、信号の周期を割り出すものである。その具体的な方
法は、帯域制限された信号をデジタル信号化し、一定値
を横切ったらゼロクロスと判定し、ゼロクロス間の周期
をカウンターなどで計測すればよい。この周期計測手段
により、逐次周期データが計算される。

【００４２】計算された周期データは、平均化処理手段
５３で一定時間毎に平均化される。この平均化は、歌い
手とお手本のタイミングずれを吸収しデータの信頼性を
向上させたり、次のステップである比較演算のときに代
表値となり、比較しやすくなるなどの利点があり、有用
な方法である。平均化の時間は、音程の変化する時間
が、概ね８分音符や４分音符であることから２秒以内が
好ましい。平均化はマイコンなどの手段で、一定時間の
取得データを取得データ数で割り算するなどで、容易に
実現でき、しかもデジタルデータとして出力できるの
で、後の比較演算などがやり易いなどの利点がある。ま
た、平均をしない場合は逐次比較することになるが、歌
の場合、音程の変化は短い時間では少ないので、逐次比
較は意味がなく、むしろ平均化したデータを扱った結果
の方が練習のための評価に適しているといえる。なお、
平均化はない場合もある。

【００４３】また、図４はこの音声特性検出手段が音声
の振幅を検出する例である。図４において、６０は、入
力端で、図１の音声特性検出手段３１あるいは３２の入
力に相当する。６１は帯域制限フィルタ、６２は振幅検
出手段、６３は平均化処理手段、６４は出力端で、図１
の音声特性検出手段３１あるいは３２の出力に相当する
ものである。

【００４４】抽出された歌唱信号は、図２の例の音程検
出の場合と同様に、帯域フィルタで帯域制限される。フ
ィルタの出力は、振幅検出手段で振幅を検出される。振
幅の検出にはダイオード検波やフィルタ出力をデジタル
信号化し、デジタル的に検出する方法がある。振幅検出
された信号は平均化手段６３で一定時間毎に平均化され
る。この場合、振幅検出手段はデジタル信号化されてい
る方が都合がよい。平均化の時間は音程検出の場合と同
様である。

【００４５】このように、音程あるいは振幅の検出を音
声特性検出手段で行う。ほかにもリズムなどがある。

【００４６】また、これらの音声の特性を複数検出し
て、構成要素に組み入れる場合も存在する。しかし、複
数の場合は、歌唱の特性差を、ユーザに指摘しても練習
が行いにくいという点もあるので、練習を重点におく装
置を鑑みて、以下では音程に絞って説明する。

【００４７】また、音程を検出する場合の音声特性検出
手段３１は図５に示すように振幅検出手段を備えている
場合もある。

【００４８】図５において、５０から５４は図３と同様
で、５５は振幅検出手段である。この振幅検出手段によ
って入力信号が一定レベル以上かどうかを判定し、周期
計測手段を制御し、一定レベル以下であればデータを出
力しないようにする。これは、一般に歌唱信号には前奏
や息つぎなど歌唱信号のない部分が存材し、不連続とな
る。そのときに、ノイズなどで誤動作しないように一定
レベル以上で動作することで検出データの信頼性を改善
するものである。

【００４９】以上が音声特性検出手段３１について説明
したものである。一方、歌い手が歌った音声特性検出手
段信号は、マイクロホンから入力され、再生信号と同じ
ように音声特性の検出が行われる。すなわち、増幅手段
１１で適切な振幅に増幅されたマイクロホン信号は、第
２の音声特性検出手段３２に入力される。この音声特性
検出手段は、先の音声特性検出手段３１と同様な構成
で、対をなすものである。すなわち、第１の音声特性検
出手段が音声信号の音程を検出するのであれば、同じよ
うに音程を検出し、平均化すれば同じように平均化を行
うものである。平均化の時間単位は当然両方の音声特性
検出手段で一致している。

【００５０】次に、抽出されたお手本の音声特性と歌い
手の信号の音声特性は比較演算手段３３で比較演算によ
って、お手本を基準として評価される。

【００５１】以下に、比較演算手段について説明する。
まず、第１の音声特性検出手段３１と第２の音声特性検
出手段３２の出力は、比較演算手段３３に入力される。

【００５２】比較演算手段３３では、歌唱信号の音声特
性検出手段３１の結果を基準とし、２つの音声特性検出
手段の結果を比較し、歌唱信号かマイクロホン出力のど
ちらの音程が高いか低いかを差を判定する。ただし、音
程の比較をする場合は、１オクターブ下や上であっても
歌を正しく歌えることになるので、基準との比較は、１
オクターブ下の場合は、比較されるマイクロホン信号を
１オクターブ上へシフトして比較したほうがよい場合が
多い。逆に１オクターブ高い場合もマイクロホン信号を
１オクターブ下へシフトして比較したほうがよい。

【００５３】さらに、判定の後、比較演算手段３３で
は、基準となる一定値Ｎを設定し、比較判定結果に差が
あれば、一定値ＮからＮより小さい一定値ａで１回のず
れ毎に、減ずるように演算する。演算はマイコンなどの
デジタル演算手段で実現できる。

【００５４】したがって、歌唱信号に対して、マイクロ
ホン信号の音程がずれていれば、ずれた回数によって一
定値Ｎが減っていくことになる。さらに、一定値Ｍを用
意し、一定値Ｎから減ってＭの値になると比較演算手段
３３は、演算を終了し、制御手段４に終了を知らせる制
御信号を送る。

【００５５】たとえば、Ｎを５０、ａを１、Ｍを０とす
れば、５０回ずれると制御信号が出力される。これとは
逆に一定値Ｎに対して、一定値ａを増加し、Ｎより大き
いＭになったら演算を終了し、終了を知らせる制御信号
を出力してもよい。

【００５６】この場合に、２つの音声特性検出手段の出
力の差が一定値以上であるときに初めて差があると判定
するほうが、各音声特性検出手段の検出誤差を吸収する
ことができるので好ましい方法である。

【００５７】たとえば、第１の音声特性検出手段３１が
１００HZを検出し、第２の音声特性検出手段３２が１２
０HZを検出しても、一定値が３０HZの場合には、２つの
音声の特性は同じであると判定すれば、音声特性検出手
段の検出誤差があっても問題はなりにくく、また、歌唱
力の個人差を考えれば、一部不感帯をもうけることで、
特別に歌のうまくない人に有利になるので、使用する人
の歌唱力を限定する必要がなくなる。

【００５８】また、比較演算手段３３では、単に音程ず
れから減算するのでなく、ずれない場合に増加させる方
法がある。さらに、両方を組み合わせる方法もあり、そ
の場合は、単に減点だけでは、歌う練習として興味を失
いがちになるが、増加があることで、達成感があるとい
う利点があり練習に効果的な方法となる。

【００５９】また、前奏や間奏や息つぎなどの歌ってい
ない部分は比較しても意味がないため、お手本となる歌
唱信号の特性を第１の音声特性検出手段３１が検出でき
ない場合は比較演算手段３３では演算を停止する場合が
ある。

【００６０】さらに、お手本が歌っているにもかかわら
ず歌い手が声を出していないときには、本来は歌うべき
なので、音声特性検出手段３１の出力があるけれど、マ
イクロホン入力の特性を第２の音声特性検出手段３２が
検出できない場合は、音程差がある場合と同様にＮ値を
減少させればよい。

【００６１】なお、比較演算手段３３は減点や増点を一
律でなく、音声特性検出手段３１と音声特性検出手段３
２の差の大小で増減の値を変化させる演算をしてもよ
く、さらに、マイクロホンからの音程データがない場合
は通常より、大きく変化させる演算をしてもよい。

【００６２】このように、比較演算手段３３では、お手
本の音声特性と歌い手の音声特性を比較し、そこに差が
あるのを検知すると、Ｎ値から減算あるいは増算という
演算を行い、一定値Ｍに達すると演算を終了すること
で、歌い手の歌唱力を評価するものである。さらに、演
算を終了すると制御信号を制御手段４に送る動作をす
る。

【００６３】次に、制御信号を送られた制御手段４はモ
ータ２や信号検出手段を制御し、再生状態を変化させ
る。たとえば、制御手段４はモータ２を制御し、回転を
停止し、再生を中止する。あるいは、制御手段４はモー
タ２の回転はそのままで、次のトラックへ進行すること
をやめる、いわゆる一時停止を行い、再生を中断するこ
とになる。

【００６４】このような構成で、歌い手は、ディスクに
記録されたお手本の信号の音程を基準に、自分の音程を
比較され、ずれがあれば、一定値から減少され、あって
いれば増加され、結果として元の一定値がなくなれば、
再生を停止され、歌うことができなくなることになる。

【００６５】一定値の設定は、曲の頭で行い、しかもデ
ィスクの場合、各曲毎に、チャプターと呼ばれる区分が
あるので、そのチャプターの変化を元に、１曲毎に一定
値を設定すればよく、それによって、各曲ごとの評価が
行うことができ、ずれの回数が多ければ、早く停止し、
１曲の最後まで歌えなくなってしまうことになる。

【００６６】これによれば、今までのように単に歌うだ
けでなく、音程ずれが多い程、曲の途中で早く終了し、
少ない程長く歌えることになり、「歌える時間」という
客観的な評価ができることになる。しかも、単に歌が終
わるという点での評価だけでなく、画面を見ながら歌う
ことが前提なので、いつ終わるかという緊張感を発生す
るもので、従来の練習の方法と全く異なる効果が得られ
る。

【００６７】なお、本実施例では、映像と音声が記録さ
れたディスクを再生する手段で説明したが、それ以外に
も音声だけを記録した記録媒体、たとえば、ＣＤプレー
ヤやカセットプレーヤ、さらにビデオテープレコーダで
も実現できることはもちろんのことである。

【００６８】このように、本発明の再生装置を用いる
と、上達の評価が曲の時間で確認することが可能とな
り、また、目標としても１曲全部を歌えることなどに設
定することができるなど、いままでにない評価基準を与
え、楽しくかつ緊張感のある練習ができ、さらに再生機
の特徴を生かすことで、容易に実現することができると
いう効果がある。

【００６９】また、本発明の第１の実施例では、再生機
の特徴を生かしたものであるが、再生制御手段と連動し
なくても、同じような効果をあげる方法がある。それを
本発明の第１の参考例として、図６を用いて説明する。

【００７０】（参考例１） 図６は本発明の第１の参考例の構成を示すブロック図で
ある。

【００７１】図６において、１００は、点線枠内を示す
もので、第１の実施例で説明したような、映像信号と音
声信号が記録されたディスクを再生する再生手段であ
る。

【００７２】その中で、第１の実施例と同じように、１
は映像信号と音声信号が記録されたディスク、２はディ
スクを回転させるモータ、３はディスク上の記録情報を
読み取る信号検出手段、４はモータなどディスク再生を
制御する手段、５は信号検出手段３から出力された信号
から映像信号を復調する映像信号復調手段、６は復調さ
れた映像信号の波形を整形したり、Ｓ/Ｎを改善する映
像信号処理手段、７は映像信号処理手段の出力をテレビ
受像機などに出力する出力端、８は信号検出手段３の出
力から音声信号を復調する音声復調手段、１３は復調さ
れた信号をアンプやスピーカへ出力できるようにする音
声信号処理手段、１４、１５は音声の各チャンネルを出
力する音声出力端で、それぞれ同一番号で同じものを示
している。

【００７３】また、１０１と１０２は音声の各チャンネ
ルを入力する音声入力端、１０３は映像信号を入力する
映像信号入力端、１０４は入力された音声信号からお手
本となる歌唱信号を抽出する歌唱信号抽出手段、１０５
は抽出された歌唱信号から音声の特性を検出する音声特
性検出手段、１０６は声を電気信号に変換するマイクロ
ホン、１０７はマイクロホンの出力を入力するマイクロ
ホン入力部、１０８は入力されたマイクロホンの出力を
適切な振幅に増幅する増幅手段、１０９はマイクロホン
信号から音声の特性を検出する音声特性検出手段、１１
０は、歌唱信号の特性を検出する第１の音声特性検出手
段１０５の出力とマイクロホン信号の出力の音声特性検
出手段特性を検出する第２の音声特性検出手段１０９を
比較し演算する比較演算手段、１１１は、再生手段から
出力され、入力端１０１、１０２から入力された音声信
号と増幅されたマイクロホン信号を合成する合成手段、
１１２は合成された音声特性検出手段信号をアンプやス
ピーカへ出力できるように信号を処理する音声処理手
段、１１３と１１４はそれぞれ音声の異なるチャンネル
を出力する出力端、１１５は比較演算手段１１０の出力
により映像信号入力端１０３から入力された映像信号を
変化させる映像信号変化手段、１１６は映像信号の出力
端である。

【００７４】以上のように構成された第１の参考例の再
生装置についてその動作を説明する。

【００７５】まず、再生手段１００は、記録媒体を再生
する手段である。記録媒体は、ここでは映像信号と音声
信号が記録されたディスクを例に説明する。第１の実施
例と同様に、ディスク１には一般に映像信号と音声信号
が多重ＦＭ記録されており、さらにＣＤフォーマットで
デジタル音声が低域に重畳されている。このデジタル音
声はない場合もある。ここでは、簡単のため、ＦＭ記録
された音声で説明する。

【００７６】このＦＭ記録された音声信号は歌の練習用
にＬチャンネルは伴奏、Ｒチャンネルは伴奏＋お手本ボ
ーカルが記録されている場合が多く、カラオケディスク
と呼ばれる。

【００７７】このディスク１は制御手段４によって制御
されたモータ２によって回転される。モータ２の回転が
一定条件を満たすと信号検出手段３からは復調可能な映
像信号と音声信号が含まれるＲＦ信号と呼ばれる信号が
出力される。

【００７８】このＲＦ信号は帯域制限され、映像信号復
調手段で映像信号に復調され、また、音声信号復調手段
８で２チャンネルの音声信号に復調される。復調された
音声信号は、音声処理手段１３で振幅や波形を整えられ
て、各チャンネルの出力１４、１５から出力される。

【００７９】復調された映像信号は映像信号処理手段６
で波形整形やノイズの除去が行われれ、出力端７より、
出力される。

【００８０】さて、再生手段１００で再生された映像信
号は映像信号入力端１０３から入力され、映像信号変化
手段１１５に入力される。

【００８１】また、再生手段１００で再生された２チャ
ンネルの音声信号は音声入力端１０１、１０２から各チ
ャンネル毎に入力され、歌唱信号抽出手段１０４と合成
手段１１１に入力される。歌唱信号抽出手段１０４で
は、Ｒチャンネルに存在するお手本ボーカルの信号を抜
き取る。これは、一般にカラオケディスクではＬチャン
ネルの伴奏とＲチャンネルの伴奏がモノラルであること
を利用して、Ｌ−Ｒを行い、Ｒチャンネルに含まれるお
手本ボーカルの信号を抽出する。ただし、ＬとＲの音声
信号は振幅の関係が必ずしも１：１でないのでその場合
は、どちらかの振幅を調整して伴奏をキャンセルして、
お手本の信号を抽出する。歌唱信号抽出手段の具体的な
回路構成は第１の実施例と同じく図２に示すものであ
る。

【００８２】図２において、４０はＬチャンネル入力
端、４１はＲチャンネル入力端、４２は電圧制御増幅
器、４３は電圧制御増幅器を制御する電圧制御増幅器制
御手段、４４はオペアンプ、４５、４６、４７、４８は
オペアンプを差動で動作させるための抵抗値をもつ抵
抗、４９は出力端である。これらの構成要素のなかで、
Ｌチャンネル入力端４０とＲチャンネル入力端４１が、
図１の歌唱信号抽出手段３０の入力に対応し、音声復調
手段８の出力を入力とする。また、図２の出力端４９は
図１の歌唱信号抽出手段３０の出力に対応する。

【００８３】いま、音声復調されたＬチャンネル音声信
号が入力端４０から入力され、４１から音声復調された
Ｒチャンネル音声信号が入力されるとする。Ｌチャンネ
ル音声信号は電圧制御増幅器４２に入力され、その出力
は、抵抗４５の一端に入力される。この信号をＬ｀信号
とする。一方Ｒチャンネル音声信号は、同じく差動アン
プを構成する抵抗４７の一端に入力される。この信号を
Ｒ信号とする。ここで抵抗４５〜４８を等しい値にすれ
ば、抵抗４５〜４８とオペアンプ４４は入力信号の差を
とる差動アンプとなり、出力端４９には、Ｒ信号−Ｌ｀
信号が得られる。

【００８４】この場合、Ｒ信号とＬ｀信号の振幅が等し
ければ、出力端４９には、ほぼ振幅０の信号が得られる
が、そうでないときは、電圧制御増幅器制御手段４３
が、入力されている出力端４９の信号が０でないことを
検出して、電圧制御増幅器４２の電圧を制御して、Ｌ｀
信号振幅を設定し、出力端４９の信号が振幅０になるよ
うにする。ここで、電圧制御増幅器制御手段４３には、
Ｌチャンネル音声信号も入力されているが、これは、音
声信号があるかないか検出するためのもので、音声信号
のない場合に、出力端４９の振幅がいつも０になり、本
来の電圧制御増幅器の電圧設定が行えないため、音声信
号がある時に上記の動作を行うようにするものである。

【００８５】このようにしてＲチャンネルの音声信号と
同じ振幅になるようにＬチャンネル信号を制御して、伴
奏信号がキャンセルされる。ただし、上記のような動作
を行うためには、お手本の歌唱部分のない部分で行う必
要がある。しかしながら、一般に、歌には歌唱部のない
前奏があるので、そのときに上記のような電圧制御増幅
器の電圧設定を行えば問題とならない。この時、ディス
ク等に記録されたカラオケの曲は各々の曲がチャプタと
呼ばれる区分で分けられるので、上記の制御動作をチャ
プタの頭で行うようにすれば、選曲毎に、且つ確実に伴
奏がキャンセルすることができるという利点がある。な
お、図２では、歌唱信号抽出手段をアナログ回路で実現
したが、同じような構成はデジタル回路でも実現でき
る。

【００８６】また、本実施例では、歌唱信号抽出手段３
０の動作を、Ｌチャンネルに伴奏、Ｒチャンネルに伴奏
＋お手本ボーカルの場合を例に説明しているが、ＣＤの
ようにＬチャンネルに伴奏、Ｒチャンネルにお手本ボー
カルが記録されている場合があり、このような場合に
は、歌唱信号抽出手段３０の構成は、単にＲチャンネル
を選択するだけでよい構成となる。すなわち、Ｌチャン
ネル信号とＲチャンネル信号が入力されてもＲチャンネ
ル信号だけが出力されればよい。

【００８７】次に歌唱信号抽出手段１０４で抽出された
歌唱信号は音声特性検出手段１０５で歌唱信号から音声
の特性を検出される。ここで、音声の特性を検出するの
は、歌唱信号のままでは、男性と女性の差あるいは個人
差が信号の波形にかなりあり、比較しにくいので、歌い
手に依存しないようするためである。すなわち、音声に
含まれる各特性に分け、基本特性に注目することで、あ
とで行う比較演算が正確となり、結果として効果的な練
習成果が期待できるものである。この場合、検出すべき
音声の特性には、音程や音声レベル（振幅）やリズムな
どがある。

【００８８】音声特性検出回路１０５については、音声
特性検出手段の具体的な例は第１の実施例で説明したも
のと同様で、図３、図４、図５に示した構成である。

【００８９】まず、音声特性検出回路１０５が音程を検
出する場合の例を図３を用いて説明する。図３におい
て、５０は入力端で、図６の音声特性検出手段１０５あ
るいは１０９の入力に相当する。５１は帯域制限フィル
タ、５２は信号のゼロクロスの周期を計測する周期計測
手段、５３は周期計測された信号の値を一定時間毎に平
均化する平均化処理手段、５４は出力端で、図６の音声
特性検出手段１０５あるいは１０９の出力に相当するも
のである。ここで言う音程は、歌い手の音の高さのこと
で、周波数や周期で検出されるものである。

【００９０】抽出された歌唱信号は入力端５０から入力
され、帯域制限フィルタ５１で帯域を制限される。一般
に、歌唱信号は５０HZから８００HZの間に最も多く存在
するので、この帯域に制限する必要がある。これは、歌
唱信号抽出手段で伴奏の信号が残る場合もあるので精度
を向上させる上で有効な手段である。さらに、歌唱信号
といっても高調波を多く含むので、基本波を抜き取るた
めという目的もある。

【００９１】この基本波成分のエネルギーを大きくする
ことは、単に歌唱信号を扱う場合に比べ、歌い手の声や
歌い方に依存しにくいという利点があり、重要である。

【００９２】帯域制限され、基本波のエネルギーが大き
くなった信号は、次にゼロクロス周期計測手段５２に入
力される。周期計測手段５２は帯域制限された歌唱信号
のゼロクロスを検出し、そのゼロクロス間の時間を計測
し、信号の周期を割り出すものである。その具体的な方
法は、帯域制限された信号をデジタル信号化し、一定値
を横切ったらゼロクロスと判定し、ゼロクロス間の周期
をカウンターなどで計測すればよい。この周期計測手段
により、逐次周期データが計算される。

【００９３】計算された周期データは、平均化処理手段
５３で一定時間毎に平均化される。この平均化は、歌い
手とお手本のタイミングずれを吸収しデータの信頼性を
向上させたり、次のステップである比較演算のときに代
表値となり、比較しやすくなるなどの利点があり、有用
な方法である。平均化の時間は、音程の変化する時間
が、概ね８分音符や４分音符であることから２秒以内が
好ましい。平均化はマイコンなどの手段で、一定時間の
取得データを取得データ数で割り算するなどで、容易に
実現でき、しかもデジタルデータとして出力できるの
で、後の比較演算などがやり易いなどの利点がある。ま
た、平均をしない場合は逐次比較することになるが、歌
の場合、音程の変化は短い時間では少ないので、逐次比
較は意味がなく、むしろ平均化したデータを扱った結果
の方が練習のための評価に適しているといえる。なお、
平均化は必ずしもある必要はない。

【００９４】また、図４はこの音声特性検出手段が音声
の振幅を検出する例である。図４において、６０は入力
端で、図６の音声特性検出手段１０５あるいは１０９の
入力に相当する。６１は帯域制限フィルタ、６２は振幅
検出手段、６３は平均化処理手段、６４は出力端で図６
の音声特性検出手段１０５あるいは１０９の出力に相当
するものである。抽出された歌唱信号は、上記の音程検
出の場合と同様に、帯域フィルタで帯域制限される。フ
ィルタの出力は、振幅検出手段で振幅を検出される。振
幅の検出にはダイオード検波やフィルタ出力をデジタル
信号化し、デジタル的に検出する方法がある。振幅検出
された信号は平均化手段６３で一定時間毎に平均化され
る。この場合、振幅検出手段はデジタル信号化されてい
る方が都合がよい。平均化の時間は音程検出の場合と同
様である。

【００９５】このように、音程あるいは振幅の検出を音
声特性検出手段で行う。ほかにもリズムなどがある。

【００９６】また、これらの音声の特性を複数検出し
て、構成要素に組み入れる場合も存在する。しかし、複
数の場合は、歌唱の特性差を、ユーザに指摘しても練習
が行いにくいという点もあるので、練習を重点におく装
置を鑑みて、以下では音程を中心に説明する。

【００９７】また、音程を検出する場合の音声特性検出
手段１０５は図５に示すように振幅検出手段を備えてい
る場合もある。

【００９８】図５において、５０から５４は図３と同様
で、５５は振幅検出手段である。この振幅検出手段によ
って入力信号が一定レベル以上かどうかを判定し、周期
計測手段を制御し、一定レベル以下であればデータを出
力しないようにする。これは、一般に歌唱信号には前奏
や息つぎなど歌唱信号のない部分が存材し、不連続とな
る。そのときに、ノイズなどで誤動作しないように一定
レベル以上で動作することで検出データの信頼性を改善
するものである。

【００９９】以上が音声特性検出手段について説明した
ものである。一方、歌い手が歌った音声特性検出手段信
号は、マイクロホンから入力され、再生信号と同じよう
に音声特性の検出が行われる。すなわち、増幅手段１０
８で適切な振幅に増幅されたマイクロホン信号は、第２
の音声特性検出手段１０９に入力される。この音声特性
検出手段は、先の音声特性検出手段１０５と同様な構成
で、対をなすものである。すなわち、第１の音声特性検
出手段が音声信号の音程を検出するのであれば、同じよ
うに音程を検出し、平均化すれば同じように平均化を行
うものである。平均化の時間単位は当然両方の音声特性
検出手段で一致している。

【０１００】次に、抽出されたお手本の音声特性と歌い
手の信号の音声特性は比較演算手段１１０で比較演算に
よって、お手本を基準として評価される。

【０１０１】以下に、比較演算手段について説明する。
まず、第１の音声特性検出手段１０５と第２の音声特性
検出手段１０９の出力は、比較演算手段１１０に入力さ
れる。

【０１０２】比較演算手段１１０では、歌唱信号の音声
特性検出手段１０５の結果を基準とし、２つの音声特性
検出手段の結果を比較し、歌唱信号かマイクロホン出力
のどちらの音程が高いか低いかを差を判定する。ただ
し、音程の比較をする場合は、１オクターブ下や上であ
っても歌を正しく歌えることになるので、基準との比較
は、１オクターブ下の場合は、比較されるマイクロホン
信号を１オクターブ上へシフトして比較したほうがよい
場合が多い。逆に１オクターブ高い場合もマイクロホン
信号を１オクターブ下へシフトして比較したほうがよ
い。

【０１０３】さらに、判定の後、比較演算手段１１０で
は、基準となる一定値Ｎを設定し、比較判定結果に差が
あれば、一定値ＮからＮより小さい一定値ａで１回のず
れ毎に、減ずるように演算する。演算はマイコンなどの
デジタル演算手段で実現できる。

【０１０４】したがって、歌唱信号に対して、マイクロ
ホン信号の音程がずれていれば、ずれた回数によって一
定値Ｎが減っていくことになる。さらに、一定値Ｍを用
意し、一定値Ｎから減ってＭの値になると比較演算手段
１１０は、演算を終了し、制御手段４に終了を知らせる
制御信号を送る。

【０１０５】たとえば、Ｎを５０、ａを１、Ｍを０とす
れば、５０回ずれると制御信号が出力される。これとは
逆に一定値Ｎに対して、一定値ａを増加し、Ｎより大き
いＭになったら演算を終了し、終了を知らせる制御信号
を出力してもよい。

【０１０６】この場合に、２つの音声特性検出手段の出
力の差が一定値以上であるときに初めて差があると判定
するほうが、各音声特性検出手段の検出誤差を吸収する
ことができるので好ましい方法である。

【０１０７】たとえば、第１の音声特性検出手段１０５
が１００HZを検出し、第２の音声特性検出手段１０９が
１２０HZを検出しても、一定値が３０HZの場合には、２
つの音声の特性は同じであると判定すれば、音声特性検
出手段の検出誤差があっても問題はなりにくく、また、
歌唱力の個人差を考えれば、一部不感帯をもうけること
で、特別に歌のうまくない人に有利になるので、使用す
る人の歌唱力を限定する必要がなくなる。

【０１０８】また、比較演算手段１１０では、単に音程
ずれから減算するのでなく、ずれない場合に増加させる
方法がある。さらに、両方を組み合わる方法もあり、そ
の場合は、単に減点だけでは、歌う練習として興味を失
いがちになるが、増加があることで、達成感があるとい
う利点があり練習に効果的な方法となる。

【０１０９】また、前奏や間奏や息つぎなどの歌ってい
ない部分は比較しても意味がないため、お手本となる歌
唱信号の特性を第１の音声特性検出手段１０５が検出で
きない場合は比較演算手段１１０では演算を停止する場
合がある。

【０１１０】さらに、お手本が歌っているにもかかわら
ず歌い手が声を出していないときには、本来は歌うべき
なので、音声特性検出手段１０５の出力があるけれど、
マイクロホン入力の特性を第２の音声特性検出手段１０
９が検出できない場合は、音程差がある場合と同様にＮ
値を減少させればよい。

【０１１１】なお、比較演算手段１１０は減点や増点を
一律でなく、音声特性検出手段１０５と音声特性検出手
段１０９の差の大小で増減の値を変化させてもよく、さ
らに、マイクロホンからの音程データがない場合は通常
より、大きく変化させてもよい。

【０１１２】このように、比較演算手段１１０では、お
手本の音声特性と歌い手の音声特性を比較し、そこに差
があるのを検知すると、Ｎ値から減算あるいは増算とい
う演算を行い、一定値Ｍに達すると演算を終了すること
で、歌い手の歌唱力を評価するものである。さらに、演
算を終了すると制御信号を映像信号変化手段１１５に送
る動作をする。

【０１１３】次に、制御信号を送られた映像信号変化手
段１１５では、入力された映像信号を比較演算手段１１
０の制御信号に応じて変化させる。たとえば、映像信号
の映像信号振幅を変化させる場合を図７を用いて説明す
る。

【０１１４】図７において、１３０は映像入力端で図６
の映像信号変化手段の映像入力に相当する。１３１はバ
ーストやシンクチップ信号などの同期信号以外の映像部
分を検出する映像信号部検出手段、１３２は映像信号の
振幅を変化させる可変増幅手段、１３３は図６の比較演
算手段１１０の出力が入力される制御信号入力端、１３
４は映像信号にバイアスを与えるクランプ回路、１３５
は出力端で、図６の映像信号変化手段の出力に相当す
る。

【０１１５】いま、この図７に示す映像信号変化手段に
映像信号と比較演算手段の出力がそれぞれ、映像入力端
１３０と制御信号入力端１３３に入力されると、入力さ
れた映像信号は映像信号部検出手段１３１で同期信号で
ない映像信号部分が検出される。検出はシンクチップを
検出し、その立ち下がりからバースト部が終了するまで
の一定時間をパルスとして出力すればよく、それによっ
て可変増幅手段１３２の動作を制御する。すなわち、同
期信号以外の映像信号だけ比較演算手段の制御を可能と
する。これは、比較演算手段の制御があっても、同期信
号に変化がなくテレビ出力を安定にするためである。比
較演算手段の制御は、前記の条件になった場合に映像信
号が変化するように、この場合は可変増幅手段を制御
し、たとえば、映像振幅を小さくするようにする。小さ
くされた映像信号は、クランプ回路で直流電圧を与えら
れ、テレビ受像機に安定に出力される。

【０１１６】ここでは、比較演算手段の動作として、以
下の例をあげて説明する。すなわち、比較演算手段は一
定値Ｎを用意し、ずれた場合には減算、あっていれば、
増加させるようにする。さらにＮより大きいＭを設定
し、Ｎが増加してＭになったときに演算を終了し、制御
信号を出力するようにする。

【０１１７】この制御信号によって、信号変化手段が前
記のようであれば、映像信号が小さくなるので、映像信
号が暗くなる。極端な場合はブラックの背景にもでき
る。

【０１１８】言い替えれば、歌いながら、あっている場
合が多くなり、一定値Ｍになると映像信号が暗くなる。
この時に、歌詞などは見にくくなってくることになる。
すなわち、歌がうまくうたえる程、条件を厳しくするこ
とで、歌詞を暗唱できるようになったり、伴奏に集中し
たり、従来にない、緊張感で練習することができる。同
時に達成感もあるので、練習としては効果的な方法であ
る。

【０１１９】また、このように比較演算手段を設定した
場合は、図８に示すような映像信号の一部を欠落させる
映像信号変化手段も考えられる。

【０１２０】図８において、１４０は映像信号入力端で
図７の映像信号変化手段の映像信号入力に相当する。１
４１は映像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器で、ここでは４ビットとする。１４２
から１４５はＡＮＤ回路で、４ビットに変換された映像
データの各ビットを２入力のうちの１入力とする。１４
６は図６の比較演算手段１１０の出力が入力される制御
信号入力端で、１４７は入力された制御信号によって、
１４２から１４５のＡＮＤ回路に制御信号を送るセレク
タ回路である。１４８はデジタルデータをアナログ信号
に変換するＤ／Ａ変換器で、１４９は出力端で、図６の
映像信号変化手段の出力に相当する。

【０１２１】このような構成の映像信号変化手段は、制
御信号が入力されると、セレクタ１４７で１４２から１
４５のＡＮＤ回路に一定のパターンで信号を送る。例え
ば、Ａ／Ｄ変換された信号のＬＳＢがＡＮＤ回路１４５
に入力されているならば、ａをＬ、ｂ，ｃ，ｄをＨとな
るように信号を送る。通常はすべてＨであるので、ＡＮ
Ｄ回路はそのまま、映像信号を通過させるが、制御信号
が入力されるとＬＳＢだけが欠落する映像信号になる。
すなわち、制御信号によって、歌詞が見にくいなどの映
像信号の細かい部分が欠落した映像信号ができ、Ｄ／Ａ
変換され出力１４９より出力されることになる。

【０１２２】これは、先の場合と同様に、歌い手が一定
条件を満たすと、歌詞が見にくくなるなどの環境がさら
に与えられることになり、練習に一定の刺激を与えるも
のである。

【０１２３】このような構成で、歌い手は、ディスクに
記録されたお手本の信号の音程を基準に、自分の音程を
比較され、ずれがあれば、一定値から減少され、あって
いれば増加され、結果として元の一定値より大きい値Ｍ
になれば、映像信号が変化し、歌う環境が変化すること
になる。

【０１２４】これによれば、今までのように単に歌うだ
けでなく、音程ずれの多少で通常の歌う環境が変化する
ので、歌詞を覚えたり、伴奏に注目したりなどの付加的
な練習を必要になりことや、さらに、どこまで変化がな
かったかなどの時間的な観点で客観的な評価が可能にな
り、従来の練習方法と異なる緊張感のある練習方法を提
供することができる。

【０１２５】なお、本実施例では、比較演算手段が一定
値ＮからＮより大きい値Ｍになった時を例にしたが、逆
にＮより小さい値Ｐであれば、映像信号の変化でずれが
累積されたことを報知することができる。

【０１２６】さらに、本実施例では、映像と音声が記録
されたディスクを再生する手段で説明したが、それ以外
にもビデオテープレコーダでも実現できることはもちろ
んのことである。また、本実施例を再生機本体と合体さ
せてもよいことは明らかである。

【０１２７】このように、本発明の再生装置を用いる
と、上達の評価が曲の時間で確認することが可能とな
り、また、環境の変化にも追従するように練習すること
ができるなど、いままでにない評価基準と練習方法を与
え、楽しくかつ緊張感のある練習ができるという効果が
ある。

【０１２８】また、上記の構成では、評価の途中がわか
りにくいという問題点があった。そこで、評価途中もわ
かる構成を本発明の第２の参考例として、図９を用いて
説明する。なお、第２の参考例の同じ構成要素は第１の
実施例、あるいは第１の参考例と同一番号を付与する。

【０１２９】（参考例２） 図９は、第２の参考例の構成を示すブロック図である。

【０１３０】図９において、１００は、点線枠内を示す
もので、実施例の２で説明したような、映像信号と音声
信号が記録されたディスクを再生する再生手段で、その
中で、各要素は第１の実施例で説明したように、１は映
像信号と音声信号が記録されたディスク、２はディスク
を回転させるモータ、３はディスク上の記録情報を読み
取る信号検出手段、４はモータなどディスク再生を制御
する手段、５は信号検出手段３から出力された信号から
映像信号を復調する映像信号復調手段、６は復調された
映像信号の波形を整形したり、Ｓ/Ｎを改善する映像信
号処理手段、７は映像信号処理手段の出力をテレビ受像
機などに出力する出力端、８は信号検出手段３の出力か
ら音声信号を復調する音声復調手段、１３は復調された
信号をアンプやスピーカへ出力できるようにする音声信
号処理手段、１４、１５は音声の各チャンネルを出力す
る音声出力端で、それぞれ同一番号で同じものを示して
いる。

【０１３１】また、１０１と１０２は音声の各チャンネ
ルを入力する音声入力端、１０３は映像信号を入力する
映像信号入力端、１０４は入力された音声信号からお手
本となる歌唱信号を抽出する歌唱信号抽出手段、１０５
は抽出された歌唱信号から音声の特性を検出する音声特
性検出手段、１０６は声を電気信号に変換するマイクロ
ホン、１０７はマイクロホンの出力を入力するマイクロ
ホン入力部、１０８は入力されたマイクロホンの出力を
適切な振幅に増幅する増幅手段、１０９はマイクロホン
信号から音声の特性を検出する音声特性検出手段、１１
７は、歌唱信号の特性を検出する第１の音声特性検出手
段１０５の出力とマイクロホン信号の出力の音声特性検
出手段特性を検出する第２の音声特性検出手段１０９を
比較し演算する比較演算手段、１１１は、再生手段から
出力され、入力端１０１、１０２から入力された音声信
号と増幅されたマイクロホン信号を合成する合成手段、
１１２は合成された音声特性検出手段信号をアンプやス
ピーカへ出力できるように信号を処理する音声処理手
段、１１３と１１４はそれぞれ音声の異なるチャンネル
を出力する出力端、１１８は比較演算手段１１７の出力
により出力する映像信号を選択する信号発生手段、１１
９は入力端１０３から入力された映像信号に信号発生手
段１１７の出力を重畳する映像信号重畳手段、１１６は
映像信号の出力端である。

【０１３２】以上のように構成された第２の参考例の再
生装置についてその動作を説明する。

【０１３３】まず、再生手段１００は、記録媒体を再生
する手段であり、第２の実施例で説明したものと同様で
ある。

【０１３４】再生手段１００で再生された映像信号は映
像信号入力端１０３から入力され、映像信号変化手段１
１５に入力される。

【０１３５】また、再生手段１００で再生された２チャ
ンネルの音声信号は音声入力端１０１、１０２から各チ
ャンネル毎に入力され、歌唱信号抽出手段１０４と合成
手段１１１に入力される。

【０１３６】歌唱信号抽出手段１０４では、Ｒチャンネ
ルに存在するお手本ボーカルの信号を抜き取る。これ
は、一般にカラオケディスクではＬチャンネルの伴奏と
Ｒチャンネルの伴奏がモノラルであることを利用して、
Ｌ−Ｒを行い、Ｒチャンネルに含まれるお手本ボーカル
の信号を抽出する。ただし、ＬとＲの音声信号は振幅の
関係が必ずしも１：１でないのでその場合は、どちらか
のゲインを調整してお手本の信号を抽出する。

【０１３７】歌唱抽出手段１０４の具体的な回路構成は
第１の実施例および第２の実施例と同じく図２に示すも
のである。図２では、アナログ回路で実現したが、同じ
ような構成はデジタル回路でも実現できる。本実施例で
は、Ｌチャンネルに伴奏、Ｒチャンネルに伴奏＋お手本
ボーカルを例にしているが、ＣＤのようにＬチャンネル
に伴奏、Ｒチャンネルにお手本ボーカルが記録されてい
る場合があるが、このような場合、歌唱信号抽出手段は
単にＲチャンネルを選択する構成となる。

【０１３８】次に歌唱信号抽出手段１０４で抽出された
歌唱信号は音声特性検出手段１０５で歌唱信号から音声
の特性を検出される。この場合、検出すべき音声の特性
には、音程や音声レベル（振幅）やリズムなどがあり、
音声特性検出手段の具体的な例は実施例１で説明したも
のと同様で、図３、図４、図５に示した構成である。

【０１３９】検出する特性を音程とすれば、音声特性検
出手段１０５では、歌唱信号抽出手段１０４で抽出され
たお手本の歌唱信号から、音程特性を先の構成例によっ
て検出する。検出された音程情報は、一定時間毎に平均
化され、数値で出力されるものとする。もちろん、図５
の構成のように、振幅が一定レベル以上の場合に検出さ
れるものとしてもよい。

【０１４０】次に、歌い手の歌声は、マイクロホン１０
６で音声信号に変換され、マイクロホン入力部１０７か
ら入力される。入力された音声信号は、増幅手段１０８
で適切な振幅に増幅された後、音声特性検出手段１０９
と合成手段１１１に入力される。合成手段１１１では、
再生された音声信号の２チャンネルとマイクロホンの信
号が合成され、その出力は音声処理手段１１２で振幅や
波形を整えられ、出力端１１３、１１４からアンプ、ス
ピーカあるいはテレビ受像機に出力される。

【０１４１】一方、音声特性検出手段１０９ではマイク
ロホン信号の音声の特性が検出される。この音声特性検
出手段１０９は、先の音声特性検出手段１０５と同様な
構成で、対をなすものである。すなわち、第１の音声特
性検出手段１０５が音声信号の音程を検出するのであれ
ば、同じように音程を検出し、平均化すれば同じように
平均化を行うものである。平均化の時間単位は当然両方
の音声特性検出手段で一致している。

【０１４２】次に、第１の音声特性検出手段１０５と第
２の音声特性検出手段１０９の出力は、比較演算手段１
１７に入力される。比較演算手段１１７は、実施例１と
同様に、まず、歌唱信号の音声特性検出手段１０５の結
果を基準とし、２つの音声特性検出手段の結果を比較
し、歌唱信号かマイクロホン出力のどちらの音程が高い
か低いかを差を判定する。ただし、音程の比較をする場
合は、１オクターブ下や上であっても歌を正しく歌える
ことになるので、基準との比較は、１オクターブ下の場
合は、比較されるマイクロホン信号を１オクターブ上へ
シフトして比較したほうがよい場合が多い。逆に１オク
ターブ高い場合もマイクロホン信号を１オクターブ下へ
シフトして比較したほうがよい。

【０１４３】さらに、判定の後、比較演算手段１１７で
は、基準となる一定値Ｎを設定し、比較判定結果に差が
あれば一定値ＮからＮより小さい一定値ａで１回ずれる
毎に減ずるように演算する。演算はマイコンなどのデジ
タル演算手段で実現できる。さらに、Ｎが変化する毎に
その値に対応した制御信号を出力する。

【０１４４】したがって、歌唱信号に対して、マイクロ
ホン信号の音程がずれていれば、ずれた回数によって一
定値Ｎが減り、一定値Ｎから減った値に対応する信号を
比較演算手段１１７は信号発生手段１１８に送る。

【０１４５】これとは逆に一定値Ｎに対して、一定値ａ
を増加してもよい。この場合に、２つの音声特性検出手
段の出力の差が一定値以上であるときに初めて差がある
と判定するほうが、各音声特性検出手段の検出誤差を吸
収することができるので好ましい方法である。

【０１４６】たとえば、第１の音声特性検出手段１０５
が１００HZを検出し、第２の音声特性検出手段１０９が
１２０HZを検出しても、一定値が３０HZの場合には、２
つの音声の特性は同じであると判定すれば、音声特性検
出手段の検出誤差があっても問題はなりにくく、また、
歌唱力の個人差を考えれば、一部不感帯をもうけること
で、特別に歌のうまくない人に有利になるので、使用す
る人の歌唱力を限定する必要がなくなる。

【０１４７】また、比較演算手段１１７では、単に音程
ずれから増減するのでなく、ずれない場合に、Ｎ値から
増加させる方法がある。さらに、両方を組み合わせる方
法もあり、その場合は、単に減点だけでは、歌う練習と
して興味を失いがちになるのに対し、増加があること
で、達成感があるという利点があり、練習に効果的な方
法となる。

【０１４８】また、前奏や間奏や息つぎなどの歌ってい
ない部分は比較しても意味がないため、お手本となる歌
唱信号の特性を第１の音声特性検出手段１０５が検出で
きない場合は比較演算手段１１０では演算を停止する場
合がある。

【０１４９】さらに、お手本が歌っているにもかかわら
ず歌い手が声を出していないときには、本来は歌うべき
箇所なので、音声特性検出手段３１の出力があるけれ
ど、マイクロホン入力の特性を第２の音声特性検出手段
１０９が検出できない場合は、音程差がある場合と同様
にＮ値を減少させればよい。

【０１５０】なお、比較演算手段１１０は減点や増点を
一律でなく、音声特性検出手段１０５と音声特性検出手
段１０９の差の大小で増減の値を変化させてもよく、さ
らに、マイクロホンからの音程データがない場合は通常
より、大きく変化させてもよい。

【０１５１】このように、比較演算手段３３では、お手
本の音声特性と歌い手の音声特性を比較し、そこに差が
あるのを検知すると、Ｎ値から減算あるいは増算という
演算を行い、歌い手の歌唱力を評価するものである。さ
らに、演算の結果に応じた制御データを出力する。

【０１５２】次に、比較演算手段１１７から出力された
制御データは信号発生手段１１８に入力される。

【０１５３】信号発生手段１１８では、入力された制御
データに応じた表示信号を発生する。例えば、テレビ受
像機の画面で制御データに比例した表示面積をもつ表示
信号を発生する。発生された信号は、映像信号重畳手段
１１９で入力映像信号に重畳され、入力映像信号と表示
信号を同時に見ることができる。

【０１５４】この信号発生手段１１８の具体的な構成例
を図１０に示す。図１０において、１３０は映像信号の
入力端で図９の信号発生手段１１８の映像信号入力に相
当する。１３１は映像信号から同期信号を分離する同期
分離回路、１３２は制御データの入力端で図９では信号
発生手段１１８の制御信号入力で、比較演算手段１１７
から制御信号が入力される。１３３は制御データをパル
ス発生に適するように変換するデコーダ、１３４はカウ
ンターで構成されるパルス発生回路、１３５は出力端
で、図９では信号発生手段の出力に相当する。

【０１５５】いま、制御データが入力端１３２より入力
されるとデコーダ１３３でデータ量に比例した値のカウ
ンタ値を発生し、パルス発生回路１３４にそのカウンタ
値を出力する。パルス発生回路１３４では、カウンタ値
以外に、入力端１３０から入力された映像信号の同期信
号が同期分離回路より、水平同期（Ｈ）と垂直同期
（Ｖ）に分けられ、入力される。パルス発生回路１３４
は、カウンタがあり、映像信号の同期信号でリセットさ
れ、デコーダの出力に対応した区間「Ｈ」となる信号を
出力する。たとえば、一定値Ｎのままであれば、２５US
ECが「Ｈ」のパルスとし、Ｎが減るごとに、0.5USECず
つ幅が減少するようにする。幅はカウンターのデコード
値を変化させれば容易に実現できる。

【０１５６】これにより、映像信号に同期し、パルス幅
が制御データに対応したパルスが発生される。発生され
たパルスは図１１に示すように、１走査線（ライン）毎
に同じ幅の矩形波となり、表示信号として出力端１３５
から出力される。

【０１５７】矩形波のあるライン数は、パルス発生回路
であらかじめ制限してもよく、１２から２０ラインであ
れば、テレビ受像機の画面で充分認識できる。また、発
生タイミングは垂直同期と水平同期を選択することで、
テレビの任意の位置に発生することができ、矩形波を映
像信号の同期信号を除くタイミングで発生させれば、図
１２に示すように、テレビ受像機の画面１３６では、１
３７のような横長の長方形となる。

【０１５８】次に、信号発生手段で発生された表示信号
は、映像信号重畳手段で映像信号に重畳されるが、その
映像信号重畳手段１１９は図１３に示すような構成であ
る。

【０１５９】図１３において、１４０は映像信号入力端
で図９では映像信号重畳手段１１９の映像信号入力に相
当する。１４１は入力された映像信号をクランプするク
ランプ回路、１４２は信号発生手段１１８が発生した表
示信号を入力する入力端で図９では信号発生手段１１８
の出力が入力される。１４３は振幅調整回路、１４４は
クランプ回路１４１と同じ電圧にクランプするクランプ
回路、１４５は信号発生手段が発生した信号のパルス幅
を検出するパルス幅検出回路、１４６は切り替え回路
で、パルス幅検出回路１４５によって制御される。１４
７は映像信号出力端で図９では、映像信号重畳手段の出
力に相当する。

【０１６０】このような構成の映像信号重畳手段につい
て、動作を説明する。入力端１４０から入力された映像
信号は、クランプ回路１４１でクランプされる。この場
合、クランプ方式としては、切り替え回路１４６でバイ
アスずれを考慮しなくてもよいようにペデスタルクラン
プが好ましい。 一方、信号発生手段１１８で発生され
た表示信号は信号入力端１４２から入力され、振幅調整
回路１４３で振幅を調整される。入力信号は矩形波なの
で、その振幅は、入力端１４０から入力される映像信号
の１００ＩＲＥ相当になるようにする。例えば映像信号
が２Ｖなら、約１．４Ｖにする。これによって、振幅調
整された信号は映像信号のホワイト１００％に相当する
信号となる。振幅調整された信号は、クランプ回路１４
４で映像信号のペデスタルと同じ電位にクランプされ切
り替え回路１４６に入力される。パルス幅検出回路１４
５では入力信号のパルス幅を検出し、切り替え回路１４
６を制御し、パルスの区間だけ、クランプ回路１４４の
出力を出力する。これによって、１４２に入力された表
示信号が映像信号に重畳される。しかも、振幅が調整さ
れ、クランプ電位も設定されているので、映像信号に重
畳された信号はホワイト信号として加えられる。このホ
ワイト信号は、他の映像信号より輝度レベルが一般に高
いので、はっきり認識しやすい信号である。

【０１６１】したがって、テレビ受像機の画面でみられ
る重畳信号は、図１２に示す長方形１３７がホワイトの
長方形となる。

【０１６２】いま、マイクロホン１０６から歌声が入力
され、再生音声信号から抽出されたお手本と比較され、
ずれがあった場合には、比較演算手段１１７がずれを検
知し、演算を行って、一定値Ｎより減算し、ずれがない
場合は増算する。そのたびに、演算結果が信号発生手段
に送られ、発生すべきパルス幅が変化する。パルスの変
化は、テレビ受像機の画面では、表示面積の変化として
認知される。

【０１６３】したがって、音程ずれの度に表示面積が変
化するので、自分の結果がすぐわかる利点がある。

【０１６４】また、音程ずれの回数の多少で面積が変化
するので、累積結果となり、歌いはじめてから、どのく
らいのずれの回数があったかが、視覚上でわかる。これ
以外にも、数字を直接表示する方法もあるが、面積で表
せば、直感的にわかることと、数字のように、心理的に
圧迫するようなことはない。

【０１６５】また、評価方法は音程の変化を正確に判定
しているので、客観的な評価となり、従来のような、あ
いまいさがなくなるという利点を有している。

【０１６６】また、１曲ごとに、比較演算手段１１７は
一定値Ｎをもとに戻せば、１曲の終了後の量で、評価結
果が認識できるので、目標がたてやすく、練習の効果が
あげやすい。

【０１６７】また、数値の評価と異なり、表示面積がな
くなる時の曲の演奏時間という新しい評価基準も発生す
るという利点もある。

【０１６８】また、このような画面上に表示しておけ
ば、通常の再生画面と同時に練習ができ、歌詞を読んだ
り、再生画を楽しむことを生かすことでもあり、再生手
段を有効に使えるという利点も有している。

【０１６９】このように本発明の第２の参考例によれ
ば、ずれの回数をテレビ受像機の画面で認知できるの
で、客観的な評価が、随時または累積して、認識でき、
さらに、時間的な評価基準も与え、再生画を損なうこと
なく、楽しみながら且つ緊張感のある練習を行うことが
できるなど、非常に有効な手段となる。

【０１７０】（参考例３） また、これまでの実施例では、映像信号を何等かの形で
扱う例で説明したが、一般にはそうでない機器も多々あ
り、音声だけを再生する手段に対し、本発明の第３の参
考例として、図１４を用いて説明する。

【０１７１】図１４は本発明の第３の参考例の構成を示
すブロック図である。図１４において、第１の参考例と
同じ構成のものには同一番号を付与している。

【０１７２】図１４において、１５０はＣＤ再生機で、
１はＣＤディスク、２はＣＤディスクを回転させるモー
タ、３はＣＤから信号を検出する信号検出手段、４はモ
ータを制御する制御手段、８は信号検出手段の出力から
音声信号を復調する音声復調回路、１３は復調された音
声信号のＳ／Ｎや周波数特性、振幅を適切な特性にする
音声処理回路、１４、１５は再生された音声の各チャン
ネルを出力する出力端である。

【０１７３】また、１０１と１０２は音声の各チャンネ
ルを入力する音声入力端、１０３は映像信号を入力する
映像信号入力端、１０４は入力された音声信号からお手
本となる歌唱信号を抽出する歌唱信号抽出手段、１０５
は抽出された歌唱信号から音声の特性を検出する音声特
性検出手段、１０６は声を電気信号に変換するマイクロ
ホン、１０７はマイクロホンの出力を入力するマイクロ
ホン入力部、１０８は入力されたマイクロホンの出力を
適切な振幅に増幅する増幅手段、１０９はマイクロホン
信号から音声の特性を検出する音声特性検出手段、１５
１は、歌唱信号の特性を検出する第１の音声特性検出手
段１０５の出力とマイクロホン信号の出力の音声特性検
出手段特性を検出する第２の音声特性検出手段１０９を
比較し演算する比較演算手段、１１１は、再生手段から
出力され、入力端１０１、１０２から入力された音声信
号と増幅されたマイクロホン信号を合成する合成手段、
１１２は合成された音声特性検出手段信号をアンプやス
ピーカへ出力できるように信号を処理する音声処理手
段、１１３と１１４はそれぞれ音声の異なるチャンネル
を出力する出力端、１５２は、音声処理手段の出力を出
力するかどうか設定する出力切り替え手段である。

【０１７４】以上のように構成された第３の参考例の再
生装置について、動作を説明する。ＣＤ再生機１５０
は、制御手段４によりモータを制御してＣＤディスク１
を回転させ、光学的にディスク上の信号を信号検出手段
３で検出する。検出した信号から音声復調回路８が音声
信号を復調し、音声処理回路１３で、周波数特性が改善
されたり、振幅が調整され、出力端１４、１５から音声
信号を出力する。ここでの音声復調回路はディスクに記
録されたデジタルデータをアナログ音声信号として復調
する。

【０１７５】ＣＤ再生機１５０から、再生された２チャ
ンネルの音声信号は音声入力端１０１、１０２から各チ
ャンネル毎に入力され、歌唱信号抽出手段１０４と合成
手段１１１に入力される。歌唱信号抽出手段１０４で
は、２チャンネル信号を使ってお手本ボーカルの信号を
抜き取る。

【０１７６】一般に、カラオケ用ＣＤディスクでは、Ｌ
チャンネルに伴奏、Ｒチャンネルにお手本の歌唱が記録
されている場合が多い。したがって歌唱信号抽出手段１
０４では、Ｒチャンネルだけを選択すればよい。ただ
し、カラオケ用ＣＤディスクの中には実施例１などで説
明したような、Ｌチャンネルに伴奏、Ｒチャンネルに伴
奏＋お手本歌唱信号という場合もあるが、そのときは歌
唱信号抽出手段１０４は実施例１で説明したように、図
２に示した構成などにすればよい。

【０１７７】次に歌唱信号抽出手段１０４で抽出された
歌唱信号は音声特性検出手段１０５で歌唱信号から音声
の特性を検出される。音声の特性を検出するのは、歌唱
信号のままでは、男性と女性の差あるいは個人差が信号
の波形にかなりあり、比較しにくいので、歌い手に依存
しないようするためである。すなわち、音声に含まれる
各特性に分け、基本特性に注目することで、あとで行う
比較演算が正確となり、結果として効果的な練習成果が
期待できるものである。この場合、検出すべき音声の特
性には、音程や音声レベル（振幅）やリズムなどがあ
る。

【０１７８】この音声特性検出手段は、第１の実施例と
同様に図３、図４、図５のような構成でよい。つまり、
歌唱信号から音声特性検出手段の特性として、例えば、
図３のように音程を検出する構成や、図４のように、音
声振幅を検出する構成があり、しかも一定時間毎に、平
均値を求めるようにする構成がる。さらに、図５のよう
に、振幅検出手段を備え、一定振幅以上のときに音程デ
ータを検出する場合もある。いずれにしても、音声の特
性を検出し、結果を出力する。以下では、音程を検出す
る場合を例に説明する。

【０１７９】以上が音声特性検出手段について説明した
ものである。一方、歌い手が歌った音声特性検出手段信
号は、マイクロホンから入力され、再生信号と同じよう
に音声特性の検出が行われる。すなわち、増幅手段１０
８で適切な振幅に増幅されたマイクロホン信号は、第２
の音声特性検出手段１０９に入力される。この音声特性
検出手段は、先の音声特性検出手段１０５と同様な構成
で、対をなすものである。すなわち、第１の音声特性検
出手段が音声信号の音程を検出するのであれば、同じよ
うに音程を検出し、平均化すれば同じように平均化を行
うものである。平均化の時間単位は当然両方の音声特性
検出手段で一致している。

【０１８０】次に、抽出されたお手本の音声特性と歌い
手の信号の音声特性は比較演算手段１５１で比較演算に
よって、お手本を基準として評価される。

【０１８１】以下に、比較演算手段について説明する。
まず、第１の音声特性検出手段１０５と第２の音声特性
検出手段１０９の出力は、比較演算手段１５１に入力さ
れる。

【０１８２】比較演算手段１５１では、歌唱信号の音声
特性検出手段１０５の結果を基準とし、２つの音声特性
検出手段の結果を比較し、歌唱信号かマイクロホン出力
のどちらの音程が高いか低いかを差を判定する。ただ
し、音程の比較をする場合は、１オクターブ下や上であ
っても歌を正しく歌えることになるので、基準との比較
は、１オクターブ下の場合は、比較されるマイクロホン
信号を１オクターブ上へシフトして比較したほうがよい
場合が多い。逆に１オクターブ高い場合もマイクロホン
信号を１オクターブ下へシフトして比較したほうがよ
い。

【０１８３】さらに、判定の後、比較演算手段１５１で
は、基準となる一定値Ｎを設定し、比較判定結果に差が
あれば、一定値ＮからＮより小さい一定値ａで１回のず
れ毎に、減ずるように演算する。演算はマイコンなどの
デジタル演算手段で実現できる。

【０１８４】したがって、歌唱信号に対して、マイクロ
ホン信号の音程がずれていれば、ずれた回数によって一
定値Ｎが減っていくことになる。さらに、一定値Ｍを用
意し、一定値Ｎから減ってＭの値になると比較演算手段
１５１は、演算を終了し、制御手段４に終了を知らせる
制御信号を送る。

【０１８５】たとえば、Ｎを５０、ａを１、Ｍを０とす
れば、５０回ずれると制御信号が出力される。これとは
逆に一定値Ｎに対して、一定値ａを増加し、Ｎより大き
いＭになったら演算を終了し、終了を知らせる制御信号
を出力してもよい。

【０１８６】この場合に、２つの音声特性検出手段の出
力の差が一定値以上であるときに初めて差があると判定
するほうが、各音声特性検出手段の検出誤差を吸収する
ことができるので好ましい方法である。

【０１８７】たとえば、第１の音声特性検出手段１０５
が１００HZを検出し、第２の音声特性検出手段１０９が
１２０HZを検出しても、一定値が３０HZの場合には、２
つの音声の特性は同じであると判定すれば、音声特性検
出手段の検出誤差があっても問題はなりにくく、また、
歌唱力の個人差を考えれば、一部不感帯をもうけること
で、特別に歌のうまくない人に有利になるので、使用す
る人の歌唱力を限定する必要がなくなる。

【０１８８】また、比較演算手段１５１では、単に音程
ずれから増減するのでなく、ずれない場合に増加させる
方法がある。さらに、両方を組み合わせる方法もあり、
その場合は、単に減点だけでは、歌う練習として興味を
失いがちになるが、増加があることで、達成感があると
いう利点があり練習に効果的な方法となる。

【０１８９】また、前奏や間奏や息つぎなどの歌ってい
ない部分は比較しても意味がないため、お手本となる歌
唱信号の特性を第１の音声特性検出手段１０５が検出で
きない場合は比較演算手段１５１では演算を停止する場
合がある。

【０１９０】さらに、お手本が歌っているにもかかわら
ず歌い手が声を出していないときには、本来は歌うべき
なので、音声特性検出手段１０５の出力があるけれど、
マイクロホン入力の特性を第２の音声特性検出手段１０
９が検出できない場合は、音程差がある場合と同様にＮ
値を減少させればよい。

【０１９１】なお、比較演算手段１５１は減点や増点を
一律でなく、音声特性検出手段１０５と音声特性検出手
段１０９の差の大小で増減の値を変化させてもよく、さ
らに、マイクロホンからの音程データがない場合は通常
より、大きく変化させてもよい。

【０１９２】このように、比較演算手段１５１では、お
手本の音声特性と歌い手の音声特性を比較し、そこに差
があるのを検知すると、Ｎ値から減算あるいは増算とい
う演算を行い、一定値Ｍに達すると演算を終了すること
で、歌い手の歌唱力を評価するものである。さらに、演
算を終了すると制御信号を出力切り替え手段１５２に送
る。

【０１９３】出力切り替え手段１５２では、比較演算出
力手段１５１の制御信号により、入力された音声信号を
出力しないようにする。

【０１９４】したがって、このような構成で、歌い手
は、ディスクに記録されたお手本の信号の音程を基準
に、自分の音程を比較され、ずれがあれば、一定値から
減少され、あっていれば増加されたりし、結果として元
の一定値とは異なる一定値なると音声の出力がなくな
り、歌えなくなってしまうことになる。また、逆にずれ
の回数がすくなければ、１曲の最後まで歌えるので、歌
唱力によって歌える時間が異なる結果になる。

【０１９５】これによれば、今までのように単に歌うだ
けでなく、音程ずれの回数の多少でどこまで歌えるかが
わかり、それを基準に練習することができ、時間的な観
点で客観的な評価が可能になり、従来の練習方法と異な
る緊張感のある練習方法を提供することができる。

【０１９６】なお、本発明の実施例では、ＣＤ再生機を
用いて説明したが、テープレコーダなどの音響機器でも
音声信号にお手本歌唱があれば、同じように実施できる
のは明らかである。

【０１９７】また、これまでの実施例では、歌い手の歌
唱力が変わっても、比較演算手段の比較感度を変化でき
ないという問題点がある。すなわち、曲によっては、音
程ずれなどの差が生じにくいものもあり、だれによって
も１曲最後まで、なんの変化もないなどの結果となり、
練習にならない時がある。

【０１９８】（実施例２） そこで、この問題を解決するために、比較演算手段のレ
ベル設定手段を備えた例を、本発明の第２の実施例とし
て図面を用いて説明する。

【０１９９】図１５は、本発明の第２の実施例の構成を
示す図である。図１５において、２００は、音声信号に
伴奏とお手本の歌唱信号が含まれている信号を再生する
再生手段、２０１は、再生された音声信号が入力される
入力端、２０２、は再生された音声から基準となるお手
本を信号を抽出する歌唱信号抽出手段、２０３は、抽出
した歌唱信号から、音声の特性を検出する音声特性検出
手段、２０４は、マイクロホン、２０５は、マイクロホ
ンなどの歌い手の音声信号が入力されるマイクロホン信
号入力端、２０４はマイクロホン信号の音声の特性を検
出する音声特性検出手段、２０６は、マイクロホン信号
を適切な振幅に増幅するアンプ、２０７はお手本の音声
特性の検出結果とマイクロホン信号の音声特性の検出結
果を比較し、演算する比較演算手段、２０８は再生動作
などを制御する制御手段、２０９は制御手段２０８の具
体的対象例であるモータ、２１０は外部からの設定信号
が入力される設定信号入力端、２１１は比較演算手段２
０８の基準値を設定するレベル設定手段である。

【０２００】このように構成された第２の実施例の再生
装置について、動作を説明する。まず、再生手段２００
は、音声出力信号に伴奏とお手本歌唱を含む再生機で、
第１の実施例や、第３の参考例で説明したディスク再生
機と同じものである。再生手段２００の出力は音声信号
入力端２０１から入力され、歌唱信号抽出手段２０２で
お手本となる歌唱信号が抽出される。歌唱信号抽出手段
は、第１の実施例の図２で説明したものと同じで、入力
音声信号のＬチャンネルに伴奏、Ｒチャンネルに伴奏＋
お手本歌唱があれば、第１の実施例で説明したように概
ねＬ−Ｒで歌唱信号を抽出するものである。また、第３
の参考例のように、Ｒチャンネルがお手本歌唱だけであ
れば、Ｒチャンネルを選択するものである。

【０２０１】抽出された歌唱信号は、音声特性検出手段
２０３で、音声の特性が検出される。ここでいう音声の
特性とは、音程や振幅、リズム等があり、ここでは、音
程を例に説明する。

【０２０２】音声特性検出手段２０３は、第１の実施例
で説明した構成と同じで、一定時間毎に検出したデータ
を平均化すれば、比較演算の時に代表値になり、比較し
やすくなったり、お手本と歌い手の比較の時に、歌い方
の差を吸収できるなどの利点がある。

【０２０３】また、音声特性検出手段は、第１の実施例
の図５の構成のように振幅検出手段を備えることで、一
定振幅以上の信号に対し、検出を行えば、抽出された歌
唱信号に伴奏が残っていたり、マイクロホンの入力にノ
イズがあっても誤動作しにくくできる。

【０２０４】一方、マイクロホン２０４から出力された
歌声の音声信号は、マイクロホン入力端２０５から入力
され、アンプ２０６で適切な振幅に増幅された後、音声
特性検出手段２０７へ入力される。音声特性検出手段２
０７は、マイクロホン信号の音声特性を検出するもの
で、音声特性検出手段２０３と同じ構成で、対をなすも
のである。

【０２０５】次に、音声特性検出手段２０３と２０７の
出力は比較演算手段２０８へ入力される。比較演算手段
２０８は、第１の実施例などと同様に、お手本の歌唱信
号の音声特性を基準に、マイクロホン信号の音声特性を
比較し、演算する。

【０２０６】たとえば、比較演算手段２０８は、音声特
性検出手段２０３の出力を基準に、音声特性検出手段２
０７の出力の差をとり、一定値Ｄより大きいときは一定
値Ｎより、減算をする。また、一定値Ｄより、小さい時
は一定値Ｎより増算する。これらは、併用する場合もあ
る。以下、併用する場合で説明する。

【０２０７】具体的には、お手本歌唱がある一定時間内
の平均で１００ＨＺの音程となった時に、歌い手の音程
が同じ時間で１５０ＨＺであったとする。このとき、一
定値Ｄが３０ＨＺであれば、両者の差が５０ＨＺなので
一定値Ｄの３０より大きいので、一定値Ｎより、たとえ
ば、１を減算する。逆に、お手本歌唱がある一定時間内
の平均で１００ＨＺの音程となった時に、歌い手の音程
が同じ時間で９０ＨＺであった場合は、一定値Ｄが３０
ＨＺであれば、両者の差が１０ＨＺなので一定値Ｄの３
０より小さいので、一定値Ｎに例えば１を加算する。な
お、音程の比較をする場合は、１オクターブ下や上であ
っても歌を正しく歌えることになるので、基準との比較
は、１オクターブ下の場合は、比較されるマイクロホン
信号を１オクターブ上へシフトして比較したほうがよい
場合が多い。逆に１オクターブ高い場合もマイクロホン
信号を１オクターブ下へシフトして比較したほうがよ
い。

【０２０８】このように、音声特性検出手段２０３と２
０７の比較差と一定値Ｄとの比較結果で演算をしてい
く。

【０２０９】これによれば、一定値Ｄより大きいずれの
回数が多くなれば、一定値Ｎが減っていき、それ以外で
あれば、一定値Ｎより増加することになる。そこで、も
うひとつの一定値Ｍ（Ｍ＜Ｎ）を設定しておき、Ｎが変
化してＭになったとき比較演算手段２０８は制御信号を
出力するようにする。

【０２１０】この制御信号で、再生手段の制御手段２０
９は再生動作を変化させ、例えば、第１の実施例のよう
に、モータ２１０を停止させる。

【０２１１】したがって、ずれの回数が多くなると、早
く再生が停止することになり、Ｎ値を１曲ごとに設定す
れば、１曲をどのくらいの時間、歌っていられるかを評
価することができる。

【０２１２】さらに、比較演算手段２０８は、設定信号
入力端２１１から入力された指令でレベル設定手段２１
２によって、 一定値Ｄを新たに設定することができ
る。

【０２１３】すなわち、レベル設定手段２１２は入力さ
れた指令で、異なる設定値を一定値Ｄの代わりに設定す
る。たとえば、設定信号で、一定値Ｄが３０ＨＺから５
０ＨＺに代えることのできる。

【０２１４】これにより、ずれの判定基準を可変にで
き、歌い手の歌唱力に動作をあわせることができる。

【０２１５】なお、制御手段２０９はモータの制御で説
明したが、映像信号や音声信号の再生等を制御してもよ
い。

【０２１６】このような構成により、音程ずれなどの客
観的評価ができ、しかも曲の時間という評価基準を与
え、しかも歌唱力の個人差にも対応でき、練習としては
非常に有用性が高いものである。

【０２１７】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明の再生装置は、音程などの歌の特性を検出しているの
で、客観的な評価であり、また、どのくらい長く歌える
かなどの新たな時間評価をあたることができ、しかも映
像信号を生かす構成なので、楽しみながら、緊張感のあ
る歌の練習ができ、しかも歌い手の歌唱力に対応できる
など、従来にない非常に有用性が高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図

【図２】同実施例の歌唱抽出手段の構成例を示すブロッ
ク図

【図３】同実施例の音声特性検出手段の構成例を示すブ
ロック図

【図４】同実施例の音声特性検出手段の構成例を示すブ
ロック図

【図５】同実施例の音声特性検出手段の構成例を示すブ
ロック図

【図６】本発明の第１の参考例の構成を示すブロック図

【図７】同参考例の映像信号変化手段の構成例を示すブ
ロック図

【図８】同参考例の映像信号変化手段の構成例を示すブ
ロック図

【図９】本発明の第２の参考例の構成を示すブロック図

【図１０】同参考例の信号発生手段の構成例を示すブロ
ック図

【図１１】同参考例の信号発生手段の発生する信号例を
示す図

【図１２】同参考例の信号発生手段の発生する信号を映
像信号に重畳した例を示す図

【図１３】同参考例の映像信号重畳手段の構成例を示す
ブロック図

【図１４】本発明の第３の参考例の構成を示すブロック
図

【図１５】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図

【図１６】従来のカラオケ装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

３０ 歌唱信号抽出手段 ３１ 音声特性検出手段 ３３ 比較演算手段 １１５ 映像信号変化手段 １１８ 信号発生手段 １１９ 映像信号重畳手段 １５２ 出力切り替え手段 ２１２ レベル設定手段

フロントページの続き (72)発明者 村木 健司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−288193（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−13176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−85773（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−288193（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−1600（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−93872（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−60300（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10K 15/04 302 G10L 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体から音声を再生する再生手段
   と、前記再生手段を制御する再生制御手段と、再生した
   音声から歌唱信号を抽出する歌唱信号抽出手段と、前記
   歌唱信号抽出手段の出力が一定振幅以上であった場合
   に、前記歌唱信号抽出手段の出力から歌唱信号の音程を
   検出する第１の特性検出手段と、外部から音声を入力す
   る入力手段と、前記入力手段の出力が一定振幅以上であ
   った場合に前記入力手段の出力から音程を検出する第２
   の特性検出手段と、前記第１の特性検出手段と第２の特
   性検出手段の出力を比較し、差があった場合、または、
   第１の特性検出手段の出力があり且つ第２の特性検出手
   段が出力がないときに、第１の一定値より減算あるいは
   増算し、第２の一定値になると演算を終了する比較演算
   手段とを備え、再生制御手段は、前記比較演算手段が演
   算を終了すると再生状態を再生手段の停止あるいは一時
   停止に制御することを特徴とする再生装置。
2. 【請求項２】 記録媒体から音声を再生する再生手段
   と、前記再生手段を制御する再生制御手段と、再生した
   音声から歌唱信号を抽出する歌唱信号抽出手段と、前記
   歌唱信号抽出手段の出力が一定振幅以上であった場合
   に、前記歌唱信号抽出手段の出力から歌唱信号の音程を
   検出する第１の特性検出手段と、外部から音声を入力す
   る入力手段と、前記入力手段の出力が一定振幅以上であ
   った場合に前記入力手段の出力から音程を検出する第２
   の特性検出手段と、前記第１の特性検出手段と第２の特
   性検出手段の出力を比較し、比較のための一定値と差が
   あった場合、または、第１の特性検出手段の出力があり
   且つ第２の特性検出手段が出力がないときに、第１の一
   定値より減算あるいは増算し、第２の一定値になると演
   算を終了する比較演算手段と、前記比較演算手段の前記
   比較のための一定値を与えるレベル設定手段を備え、再
   生制御手段は、前記比較演算手段が演算を終了すると再
   生状態を再生手段の停止あるいは一時停止に制御するこ
   とを特徴とする再生装置。
3. 【請求項３】 再生手段は、記録媒体が光ディスクであ
   ることを特徴とする請求項１あるいは２記載の再生装
   置。