JP3878180B2 - カラオケ装置、カラオケ方法、ならびに、プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、歌唱の時間的なずれを適切に検知して歌い手に提示するのに好適なカラオケ装置、カラオケ方法、ならびに、これらをコンピュータによって実現するプログラムを提供することを目的とする。
本発明の第1の観点に係るカラオケ装置は、入力受付部、分析部、記憶部、抽出部、および、出力部を備え、以下のように構成する。
典型的には、カラオケ装置に接続されたマイクから、歌い手の歌唱の様子が音声データとして入力されることとなる。
周波数成分の分析には、典型的には、高速フーリエ変換を用いたり、各音程(やこれをさらに細分化した周波数帯)ごとに複数用意されたバンドパスフィルタを用いる。そして、成分の強度が最も高いものを、歌い手の歌唱の音程とする。
なお、歌い出しなどの歌唱の時間的なずれを検知するためには、音程と音量の両方が必要でない場合も多い。したがって、いずれか一方のみを特徴情報として採用して、時間的なずれを検知するのでも良いし、両方を特徴情報として採用するのでも良い。
典型的には、所定の時間間隔(サンプリング間隔)で、分析された特徴情報をRAM(Randome Access Memory)やハードディスクなどの外部記憶装置に用意された配列に順に記憶していく。このサンプリング間隔は、時間的なずれを検知するための精度と、配列を用意する記憶装置の容量とを勘案して適宜選択することができる。
また、「採点データ」と「音声データ」の差異が大きければ、歌い手の歌唱が下手であることになり、一致の度合が高ければ、歌い手の歌唱が上手であることになる。
また、「所定の対比条件」としては、1曲を歌い終わっているか否か、という条件を採用するのが典型的であるが、歌い手がコントローラ等を介して対比をするようにカラオケ装置に指示を出した場合に満たされることとしても良いし、歌い始めてから所定の時間が経過が経過したときに満たされるものとして設定しておいても良い。
出力は、音声による出力、画面表示による出力など、種々の手法が考えられる。また、ずれの大きさをそのまま提示したり、わかりやすく提示したりするほか、ずれの大きさや、ずれが生じている区間の数や時間長によって歌唱に採点付けを行い、採点結果を出力する手法を採用することもできる。
典型的なカラオケ装置においては、ユーザはアカペラ(伴奏なし)で歌唱を行うのではなく、伴奏データをスピーカなどで音声出力するとともに、ユーザの歌唱を当該音声出力に混合して出力する。再生部は、このようなミキシング再生を行うのである。
すなわち、本発明では、ユーザの歌唱に係る音声入力の処理を開始する契機として、伴奏データの再生開始を用いる。これによって、伴奏データが再生される前の音声入力は、かりに入力があったとしても、歌唱に係る音声データではないとして処理の対象とはしない。
「所定の対比条件」として、伴奏の終了を採用することにより、ユーザが1曲を歌い終わっていることを確認するのである。
上記発明では、ずれが生じている区間に対応する採点データを再生することによって、歌のうちのどの区間について歌唱に時間のずれが生じていたかを知らせていたが、本発明では、当該採点データの再生とともに伴奏データを再生する。
たとえば、ある区間について、歌い始めが○○秒遅れた場合に、これを出力部が知らせる際には、当該区間に対応する伴奏データの再生から○○秒遅れて採点データを再生するようにする。
本発明によれば、どの程度歌い出し等に時間的なずれが生じていたかを、伴奏データの再生と採点データの再生とを時間的にずらすことによって、ユーザは容易に知ることができるようになる。
すなわち、分析部は、音声データの特徴情報として、周波数成分および音量の両方を分析する。
上記発明では、時間的なずれが検知できるのであれば、周波数成分のみを特徴情報としても良いし、音量のみを特徴情報としても良いし、周波数成分と音量の両方を合わせて特徴情報としても良い、としていたが、本発明では、周波数成分と音量の両方を合わせて特徴情報とする。
上記発明では、時間的なずれが生じていた部分を音声によりユーザに知らせるために、採点データを再生することとしていたが、本実施形態では、ユーザの声がマイク等を介して入力された音声データの周波数成分および音量の変化のうち、時間的なずれが生じていた部分を音声出力する。
一方、分析工程では、当該分析部が、入力を受け付けられた音声データの特徴情報を分析する。
さらに、記憶工程では、当該記憶部に、分析された特徴情報を、当該入力の受付開始からの経過時間に対応付けて、記憶する。
一方、出力工程では、当該出力部が、記憶された特徴情報のうち、抽出された区間の情報を出力する。
また、本発明のプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録することができる。上記プログラムは、当該プログラムが実行されるコンピュータとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記録媒体は、当該コンピュータとは独立して配布・販売することができる。
また、仮想3次元空間に配置され、各種のテクスチャ情報が付加されたポリゴン情報を、Zバッファ法によりレンダリングして、所定の視点位置から仮想3次元空間に配置されたポリゴンを俯瞰したレンダリング画像を得る演算の高速実行も可能である。
図2は、上記ゲーム装置100等の上に実現されるカラオケ装置の概要構成を示す説明図である。図3は、当該カラオケ装置にて実行されるカラオケ方法の制御の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して説明する。
(a)現在のPCMデータの基本周波数。これによって現在の歌声の音程が判明する。たとえば、PCMデータを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトルを得れば、最も成分が大きい周波数が基本周波数となる。このほか、複数の互に異なる周波数帯の信号を通過させるバンドパスフィルタを用意して、これらの出力のうち、最も大きい成分を出力したバンドパスフィルタの周波数帯を基本周波数としても良い。
(b)現在のPCMデータの変位の2乗平均(パワー)。これによって現在の歌声の大きさが判明する。たとえば、PCMデータは、数値の列と見ることができるが、「当該数値の列に含まれるそれぞれの数値の自乗の平均」から、「当該数値の列に含まれる数値の平均の自乗」を減算すれば、「PCMデータの変位の2乗平均」が得られる。
p・q = Σi=0 N-1p[i]q[i]
また、ベクトルの大きさ|p|は、以下の計算によって求めることができる。
|p| = (p・p)1/2
z(i,u) = K C(G[i],F[i,u]) + H C(B[i],A[i,u])
を計算し、その値が極大となるuを求めて、これをδとすれば良い。
(a)添字iの順番。すなわち、歌の中でそれぞれの区間が出現する順。
(b)時間のずれの絶対値の大きい順。すなわち、歌唱の中での、ずれが大きい順。
(c)時間のずれの値の順またはその逆順。すなわち、歌唱の中での遅れまたは進みが大きい順。
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 インターフェース
105 コントローラ
106 外部メモリ
107 画像処理部
108 DVD−ROMドライブ
109 NIC
110 音声処理部
111 マイク
201 カラオケ装置
202 入力受付部
203 分析部
204 記憶部
205 抽出部
206 出力部
Claims (6)
- 音声データの入力を受け付ける入力受付部、
あらかじめ用意された伴奏データを再生し、前記入力受付部が音声入力の受付を開始していれば、前記入力を受け付けられた音声データを当該伴奏データに混合して再生する再生部、
前記入力を受け付けられた音声データの特徴情報を分析する分析部、
前記分析された特徴情報を、当該入力の受付開始からの経過時間に対応付けて、記憶する記憶部、
当該伴奏データの再生が終了した後に、あらかじめ用意された採点データの特徴情報の経過時間に対する変化と、前記記憶された音声データの特徴情報の経過時間に対する変化と、を対比して、前者の変化と後者の変化との時間的なずれが所定の範囲を超える後者の区間を抽出する抽出部、および、
前記記憶された特徴情報のうち、前記抽出された区間について、当該採点データのうち当該区間に対応付けられる部分と、当該伴奏データのうち当該区間に対応付けられる部分と、を、当該区間に対する時間的なずれだけ時間的にずらして混合し、音声により出力する出力部
を備え、
前記入力受付部は、当該伴奏データの再生の開始により当該音声データの入力の受付を開始する
ことを特徴とするカラオケ装置。 - 請求項1に記載のカラオケ装置であって、
前記出力部は、当該採点データの区間に対応付けられた文字または図形を、当該採点データの音声による出力に同期させて画面表示して出力する
ことを特徴とするカラオケ装置。 - 請求項2に記載のカラオケ装置であって、
前記出力部は、前記再生部による当該伴奏データの再生に同期させて、当該採点データに対応付けられた文字または図形を画面表示して出力し、
前記出力部は、当該採点データのうち当該区間に対応付けられる部分と、当該伴奏データのうち当該区間に対応付けられる部分と、を、当該区間に対する時間的なずれだけ時間的にずらして混合し、音声により出力する際に、当該伴奏データの出力に同期させて、当該採点データに対応付けられた文字または図形を時間的にずらさずに画面表示して出力する
ことを特徴とするカラオケ装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のカラオケ装置であって、
前記出力部は、第1出力系統と第2出力系統とを有し、
当該第1出力系統を介して、当該採点データのうち当該区間に対応付けられる部分と、当該伴奏データのうち当該区間に対応付けられる部分と、を、当該区間に対する時間的なずれだけ時間的にずらして混合し、音声により出力し、
当該第2出力系統を介して、当該採点データのうち当該区間に対応付けられる部分と、当該伴奏データのうち当該区間に対応付けられる部分と、を、時間的にずらさずに混合し、音声により出力する
ことを特徴とするカラオケ装置。 - 入力受付部、再生部、分析部、記憶部、抽出部、および、出力部を備えるカラオケ装置において使用されるカラオケ方法であって、
当該入力受付部が、音声データの入力を受け付ける入力受付工程、
当該再生部が、あらかじめ用意された伴奏データを再生し、前記入力受付工程にて音声入力の受付が開始されていれば、前記入力を受け付けられた音声データを当該伴奏データに混合して再生する再生工程、
当該分析部が、前記入力を受け付けられた音声データの特徴情報を分析する分析工程、
当該記憶部に、前記分析された特徴情報を、当該入力の受付開始からの経過時間に対応付けて、記憶する記憶工程、
当該伴奏データの再生が完了した後に、当該抽出部が、あらかじめ用意された採点データの経過時間に対する変化と、前記記憶された特徴情報の経過時間に対する変化と、を対比して、前者の変化と後者の変化との時間的なずれが所定の閾値を超える区間を抽出する抽出工程、および、
当該出力部が、前記記憶された特徴情報のうち、前記抽出された区間について、当該採点データのうち当該区間に対応付けられる部分と、当該伴奏データのうち当該区間に対応付けられる部分と、を、当該区間に対する時間的なずれだけ時間的にずらして混合し、音声により出力する出力工程
を備え、
前記入力受付工程では、当該伴奏データの再生の開始により当該音声データの入力の受付を開始する
ことを特徴とするカラオケ方法。 - コンピュータを、
音声データの入力を受け付ける入力受付部、
あらかじめ用意された伴奏データを再生し、前記入力受付部が音声入力の受付を開始していれば、前記入力を受け付けられた音声データを当該伴奏データに混合して再生する再生部、
前記入力を受け付けられた音声データの特徴情報を分析する分析部、
前記分析された特徴情報を、当該入力の受付開始からの経過時間に対応付けて、記憶する記憶部、
当該伴奏データの再生が終了した後に、あらかじめ用意された採点データの特徴情報の経過時間に対する変化と、前記記憶された音声データの特徴情報の経過時間に対する変化と、を対比して、前者の変化と後者の変化との時間的なずれが所定の範囲を超える後者の区間を抽出する抽出部、および、
前記記憶された特徴情報のうち、前記抽出された区間について、当該採点データのうち当該区間に対応付けられる部分と、当該伴奏データのうち当該区間に対応付けられる部分と、を、当該区間に対する時間的なずれだけ時間的にずらして混合し、音声により出力する出力部
として機能させ、
前記入力受付部は、当該伴奏データの再生の開始により当該音声データの入力の受付を開始する
ように機能させることを特徴とするプログラム。
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