JP3975528B2 - カラオケ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラオケ曲の終了後、自分の歌唱を聞きなおすことができるカラオケ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラオケ曲の歌唱をその音程や音量をもとに採点し、点数化して表示する採点機能を備えたカラオケ装置が実用化されている。歌唱者はこれによりある程度自分の歌唱の巧拙を知ることができ、より高い得点が出るように歌唱を改善すことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、歌唱者は歌唱中に自分の声を客観的に聞くことができないため、自分がどのように歌唱しているのかがはっきりとは分からないため、より良い歌唱をするためにどのように改善すればよいかを的確に知ることができないという問題点があった。また、従来より一般的な採点機能は、歌唱が終了したのちに、その曲全体について何点という得点が表示されるものであったため、どの部分が良くてどの部分が悪いのかが分からず、より良い歌唱をするためにどこを改善すればよいかが分からないという問題点があった。
【0004】
一方、カラオケ歌唱を全曲録音しておき、これを後で再生して聞きなおせば自分がどのような歌唱をしていて、どこをどのように直せばよいかが分かりやすいが、カラオケ装置でこれを行う場合、アナログ方式では機械的に信頼性が問題であり、ディジタル方式では大きな記憶容量が必要になるとともに、ディジタルレコーディングのための制御部の負担が大きくなるため装置のコストアップにつながるという問題点があった。
【0005】
この発明は、少ない記憶容量でカラオケ曲の歌唱の特徴が良く分かる一部のみを録音・再生することができるカラオケ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この出願の請求項1の発明は、カラオケ曲を演奏する演奏手段と、歌唱音声信号を入力する歌唱入力手段と、前記歌唱音声信号とカラオケ曲の演奏音とをミキシングしたカラオケ音を、曲の先頭から順に所定時間分記憶する記憶手段と、前記歌唱入力手段から入力された歌唱音声信号をリアルタイムに採点する採点手段と、該採点手段の採点結果に基づいて、歌唱音声信号の特徴的な箇所を抽出する録音箇所決定手段と、前記録音箇所決定手段が歌唱音声信号の特徴的な箇所を抽出したとき、所定時間待機した後に前記記憶手段の記憶しているカラオケ音を転記し、前記歌唱音声信号の特徴的な箇所の前後所定区間を録音する録音手段と、前記録音手段が録音した区間を、前記カラオケ曲の演奏終了後再生する再生手段と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
この出願の請求項2の発明は、前記採点手段の採点結果を、前記カラオケ曲の演奏終了後表示する表示手段を備えたことを特徴とする。
この出願の請求項3の発明は、前記録音箇所決定手段は、前記採点手段が採点に用いる歌唱音声信号の各要素が最も特徴的となる箇所を前記歌唱音声信号の特徴的な箇所として抽出することを特徴とする。
【0008】
請求項1の発明では、カラオケ曲の演奏に合わせて歌唱された歌唱音声信号を入力し、これを採点する。採点は、歌唱音声信号の音量,音高,リズムなどの要素を抽出して、これをリファレンスと比較するなどの手法があり、たとえば、本出願人の特願平8−233189号や特願平8−233190号に開示された手法を採用することができる。採点結果は1秒間に数回などの適当な間隔で出力され、この採点結果に基づいて録音区間を決定する。たとえば、採点結果のポイントが最も高かった区間やポイントが最も低かった区間を録音するなどである。これ以外にも、音量,音高,リズムなどが特徴的な部分を録音するようにしてもよい。
【0009】
このように、採点結果を参照することにより、歌唱者の歌唱の最も特徴的な部分を抽出することができ、この区間のみが保存されるため、大きな記憶エリアを確保する必要がない。
【0010】
また、請求項2の発明では、この録音された内容をカラオケ曲の演奏終了後再生することにより、歌唱者が自分の歌唱を客観的に聞くことができ、より良く歌唱するためにどのように改善すればよいかが分かりやすい。また、上記のように採点結果に基づいて特徴的な部分のみが録音・再生されるため、どこを改善すべきかが端的に示され、どこを改善すればよいかが分かりやすい。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の実施形態であるカラオケ装置の概略の機能構成を示す図である。このカラオケ装置は、カラオケ演奏時にマイクから入力される歌唱音声信号をガイドメロディデータなどのリファレンスデータと比較することによって歌唱を採点する採点機能を備えており、さらに、採点ポイントの最高点の区間および最低点の区間を録音してカラオケ演奏終了後これを再生する一部プレイバック機能を備えている。
【0012】
カラオケ演奏部1が出力するカラオケ演奏信号およびマイク2から入力される歌唱音声信号はともにミキサ4に入力され適当な比率でミキシングされたのちアンプ6に入力される。アンプ6はこの信号を増幅してスピーカから音響として出力する。これが通常のカラオケ演奏の信号経路である。一方、マイク2から入力された歌唱音声信号はミキサ4に入力される以外に、採点部3にも入力される。採点部3はこの歌唱音声信号の巧拙を採点する。採点手法としては、カラオケ演奏信号の一部(たとえばガイドメロディ)をリファレンスデータとして入力し、歌唱音声信号をこのリファレンスデータと比較するなどの手法を採用することができる。この採点結果は100点満点のポイントとして出力される。この採点は1秒間に数回の頻度で行われ、出力されたポイントは累積記憶される。また、曲が始まってからの最高点または最低点がでたとき、採点部3から録音部5に録音指示が出力される。録音部5は最高点区間録音バッファと最低点区間録音バッファとを備えており、最高点がでたタイミングを含む最高点区間および最低点がでたタイミングを含む最低点区間のそれぞれ約10秒間を録音することができる。録音されるカラオケ音は前記ミキサ4から入力されるカラオケの演奏音と歌唱音声をミキシングした信号である。採点部3は、現在演奏しているカラオケ曲が始まってからの最高点または最低点がでたとき録音部5に対してその区間のカラオケ音を最高点区間バッファまたは最低点区間バッファに記憶するように指示するが、カラオケ曲(歌唱)が進行するににしたがって、最高点,最低点は更新される場合がある。この場合でも、採点部3は最高点,最低点が更新される毎に録音部5に録音の指示を送る。録音部5は指示がある毎に最高点区間バッファ,最低点区間バッファの内容をその時点のものに書き換える。録音部5は録音指示が入力されたとき即座に、そのタイミングから過去10秒間のものを録音するのではなく、録音指示が入力されたタイミングを中心として前後5秒ずつを最高点区間または最低点区間としてバッファに録音する。
【0013】
すなわち、図2に示すように、録音部5はリングバッファBUF0を有しており、ミキサ4から入力される過去10秒間のカラオケ音を常時記憶している。録音指示が入力された瞬間は何もせず、そのままリングバッファへBUF0の録音を継続し、その5秒経過後リングバッファの内容を最高点区間バッファBUF1または最低点区間バッファBUF2に転記する。これにより、最高点または最低点のタイミングを中心とした10秒間の区間をバッファに録音することができる。
【0014】
図1において、カラオケ曲の演奏が終了すると採点部3はそれまで累積記憶したリアルタイムの採点結果を総合して総合点を算出し、結果表示部7に出力する。結果表示部7はこれを表示する。こののち、録音部5が最高点区間バッファおよび最低点区間バッファの信号をアンプ6に出力することによって最高点区間と最低点区間を順次再生する。これにより、歌唱者は総合ポイントと良かった区間,悪かった区間の歌唱を聞くことができる。
【0015】
図3はカラオケ曲の演奏が終了したときのスケジュールテーブルを示す図である。カラオケ曲の演奏が終了すると、総合得点の算出や録音区間の再生準備などに一定の時間を要するため、この間スネアロールの音で時間をつなぐ。そして結果表示部7に総合得点を表示したのち、この表示を継続しつつ最高点区間、最低点区間の順に再生する。こののち、総合得点の表示を消去して次のカラオケ曲の演奏をスタートする。
【0016】
図4は上記録音機能を有するカラオケ装置のブロック図である。図5は同カラオケ装置の音声信号処理装置13の機能ブロック図である。図6はカラオケ装置本体1のハードディスク記憶装置27,RAM22の一部構成図および楽曲データの構成図である。
【0017】
図4において、カラオケ装置は、カラオケ装置本体11,コントロールアンプ12,音声信号処理装置13,CD−ROMチェンジャ14,スピーカ15,モニタ16,マイク17および赤外線のリモコン装置18で構成されている。カラオケ装置本体11がこのカラオケ装置全体の動作を制御する。該カラオケ装置本体11に内蔵されているCPU20には、ROM21,RAM22,ハードディスク記憶装置27,通信制御部26,リモコン受信部23,表示パネル24,パネルスイッチ25,音源装置28,音声データ処理部29,文字表示部30,表示制御部31が接続されるとともに、上記外部装置であるコントロールアンプ12,音声信号処理装置13およびCD−ROMチェンジャ14がインタフェースを介して接続されている。
【0018】
ROM21にはこの装置を起動するために必要な起動プログラムなどが記憶されており、装置の動作を制御するシステムプログラム,カラオケ演奏プログラムなどはハードディスク記憶装置27に記憶されている。カラオケ装置の電源がオンされると上記まずROM21の起動プログラムが起動し、この起動プログラムによってシステムプログラムやカラオケ演奏プログラムがRAM22に読み込まれ、装置が動作可能になる。
【0019】
RAM22には、上記システムプログラムやカラオケ演奏プログラムなどが読み込まれるほか、図6(B)に示すように、演奏楽曲データ記憶エリア220、ポイント集計レジスタ221、最高点レジスタ222、最低点レジスタ223、リングバッファ224、最高点区間バッファ225、最低点区間バッファ226などが設定されている。演奏楽曲データ記憶エリア220は、利用者が選択したカラオケ曲の楽曲データを読み込むエリアである。ポイント集計レジスタ221は、音声信号処理装置13から入力される採点結果のポイントを累積加算するレジスタである。この累積加算は、各曲毎に行われる。最高点レジスタ222はそのとき演奏している曲中の最高点を記憶するレジスタである。このレジスタの内容は新たな最高点がでる毎に更新される。最低点レジスタ223はそのとき演奏している曲中の最低点を記憶するレジスタである。このレジスタの内容は新たな最低点がでる毎に更新される。リングバッファ224はコントロールアンプ12から入力されるカラオケ音(演奏音と歌唱音がミキシングされた信号)を過去10秒間分記憶するエリアであり、曲の進行にしたがって新たなデータが古いデータに上書きして記憶される。最高点区間バッファ225および最低点区間バッファ226は最高点または最低点がでたのち5秒後にリングバッファ224の内容が転記されるエリアである。
【0020】
通信制御部26はISDN回線を介して配信センタから楽曲データなどをダウンロードしハードディスク記憶装置27に書き込む。この書込動作はDMA回路を用いてハードディスク記憶装置27に直接行われる。ハードディスク記憶装置27には、図6(A)に示すように、前記システムプログラム,カラオケ演奏プログラムなどを記憶するプログラム記憶エリア270、約1万曲の楽曲データを記憶する楽曲データ記憶エリア271などが設定されている。
【0021】
リモコン18は、種々のキースイッチを備えており、利用者がこれらのスイッチを操作するとその操作に応じたコード信号が赤外線で出力される。リモコン受信部23はリモコン18から送られてくる赤外線信号を受信して、そのコード信号を復元しCPU20に入力する。
【0022】
表示パネル24はカラオケ装置本体11の前面に設けられており、現在演奏中の曲番号や予約曲数を表示するマトリクス表示器や現在設定されているキーやテンポを表示するLED群などを含んでいる。パネルスイッチ25は、前記リモコン装置31と同様の曲番号入力用のテンキーやキーチェンジスイッチ、テンポチェンジスイッチを備えている。
【0023】
音源装置28は、楽曲データの楽音トラックのデータに基づいて楽音信号を形成する。楽音トラックは、複数のトラックを有しており、音源装置28はこのデータに基づいて複数パートの楽音信号を同時に形成する。音声データ処理部29は、楽曲データに含まれる音声データに基づき、指定された長さ、指定された音高の音声信号を形成する。音声データは、バックコーラスなどの人声など電子的に形成しにくい信号波形をそのままPCM信号として記憶したものである。前記音源装置28が形成した楽音信号および音声データ処理部29が再生した音声信号は、コントロールアンプ12に入力される。また、コントロールアンプ12には、マイク17が接続されており、このマイク17を介してカラオケ歌唱者の歌唱音声信号が入力される。コントロールアンプ12はこれらのオーディオ信号に、それぞれエコーなど所定の効果を付与し増幅したのちスピーカ15に出力する。また、コントロールアンプ12は、採点のため歌唱音声信号を音声信号処理装置13に入力する。また、コントロールアンプ2は、一部プレイバック機能のために、演奏音信号と歌唱音声信号とをミキシングした信号をA/D変換して制御部に入力する。CPU20はこの信号を受け取ってリングバッファ224に書き込む。また、プレイバック時にCPU20から最高点区間バッファ225および最低点区間バッファ226に録音した内容が入力されたとき、コントロールアンプ12はこれをD/A変換してスピーカ15から出力する。
【0024】
図5は前記音声信号処理装置13の機能ブロック図である。音声信号処理装置13はDSPを有し、マイクロプログラムに基づくディジタル処理で音声信号を処理する。この図は該DSPの機能をブロック化して表したものである。音声信号処理装置13は、カラオケ演奏時に楽曲データから読み出されるガイドメロディデータをリファレンスデータ42として入力する。ガイドメロディデータはMIDIデータであるが、CPU20はこのMIDIイベントデータを周波数データおよび音量データに変換して音声信号処理装置13に入力する。また、マイク17から入力された歌唱音声信号をコントロールアンプ12から入力し、要素抽出部40において、歌唱周波数データ,歌唱音量データの音楽要素を抽出する。抽出された歌唱周波数データおよび歌唱音量データは比較部41に入力される。比較部41はこの歌唱周波数データ、歌唱音量データをガイドメロディデータに基づくリファレンスデータ42と比較して、周波数差分データ、音量差分データを割り出す。また、比較部41は歌唱音量データとガイドメロディの音量データの立ち上がりタイミングのずれに基づいてタイミング差分データを割り出す。比較部41は、上記比較動作によって割り出された周波数差分データ,音量差分データおよびタイミング差分データに基づいてこのときの採点結果であるポイントを算出する。この採点処理は150ms毎に実行され、算出されたポイントはCPU20に送られる。
【0025】
CPU20は、このポイントをポイント集計レジスタ221に累積加算してゆくとともに、入力されたポイントが曲がスタートしてからの最高点または最低点であるかを判断する。最高点または最低点の場合には、このポイントを最高点レジスタ222または最低点レジスタ223に書き込むとともに、このポイント入力されたタイミングから5秒後にリングバッファ224の内容を最高点区間バッファ225または最低点区間バッファ226にこれを転記する。曲が終了すると、ポイント集計レジスタ221の集計結果に基づいて総合得点を算出し、モニタ16に表示するとともに、最高点区間バッファ225および最低点区間バッファ226の記憶内容をコントロールアンプ12に出力して最高点区間と最低点区間を再生する。
【0026】
図4において、文字表示部30は、曲名、歌詞、採点結果などの文字パターンを展開するVRAMを有している。また、外付装置であるCD−ROMチェンジャ14は、CPU20から入力された映像選択データに基づいて動画の映像を背景映像として再生する。映像選択データは楽曲データのヘッダに書き込まれているジャンルデータなどに基づいて決定される。表示制御部31はCD−ROMチェンジャ14から入力された背景映像に文字表示部30から入力される歌詞などの文字パターンをスーパーインポーズで合成してモニタ16に表示する。
【0027】
図6(C)は、楽曲データの構成例を示す図である。楽曲データは、ヘッダ,楽音トラック,ガイドメロディトラック,歌詞トラック,音声制御トラック,効果制御トラックからなっている。ヘッダは、この楽曲データに関する種々のデータが書き込まれる部分であり、曲名,ジャンル,発売日,曲の演奏時間などのデータを含んでいる。
【0028】
楽音トラック,ガイドメロディトラック,歌詞トラック,音声制御トラック,効果制御トラックの各トラックは全てMIDIフォーマットで記述されている。MIDIフォーマットは、複数のイベントデータと各イベントデータ間の時間間隔を示すデュレーションデータΔtからなっている。シーケンスプログラムは、所定のテンポクロックでΔtをカウントし、Δtをカウントアップしたときこれに続くイベントデータを読み出して所定の処理部へ出力する。
【0029】
楽音トラックは、メロディトラック,リズムトラックを初めとして種々のパートのトラックを含んでいる。楽音トラックのイベントデータは楽音の発音や楽音の消音などを指示するノートオンイベントデータやノートオフイベントデータなどで構成されている。ガイドメロディトラックは、歌唱者が歌唱するメロディ音を発生するためのMIDIデータで構成されており、このデータがリファレンスデータとして音声信号処理装置13に入力される。
【0030】
歌詞トラックは、モニタ16に歌詞を表示するためのシーケンスデータを記憶したトラックである。このシーケンスデータは楽音データではないが、インプリメンテーションの統一をとり、作業工程を容易にするためこのトラックもMIDIデータ形式のシステム・エクスクルーシブ・メッセージで記述されている。音声制御トラックは、音声データ部に記憶されている音声データの発生タイミングや再生ピッチなどを指定するシーケンストラックである。音声データ部には、音源28で合成しにくいバックコーラスやハーモニー歌唱などの人声が記憶されている。効果制御トラックには、コントロールアンプ12による効果の付与を制御する効果制御データがデュレーションデータΔtとともに書き込まれている。
【0031】
図7は同カラオケ装置の動作を示すフローチャートである。歌唱者によってかカラオケ曲が選曲されると(s1)、この曲を演奏するための楽曲データをハードディスク27から読み出す(s2)。そして、採点機能および一部プレイバック機能のために使用されるレジスタやバッファをクリアする(s3)。このようにしてカラオケ演奏の準備が整うとカラオケ曲の演奏をスタートする(s4)。カラオケ曲の演奏がスタートすると、コントロールアンプ12からカラオケ音が入力されるため(s5)、これをリングバッファ224に書き込む(s6)。このカラオケ音データの入力はサンプリングレートによっても異なるがCD品質であれば44.2kHzの頻度(約22μs毎)に発生する。そして約150msに音声信号処理装置13から採点結果のポイントが入力されてくる(s)。このポイントをポイント集計レジスタ221に累積して書き込み(s)、このポイントが曲がスタートしてからの最高点であるか(s9)、最低点であるか(s12)を判断する。最高点であれば最高点レジスタ222をこのポイントで更新し(s10)、最高点区間を決定するタイマ1をスタートする(s11)。このタイマ1は5秒でタイムアップするタイマである。最低点であれば最低点レジスタ223をこのポイントで更新し(s13)、最低点区間を決定するタイマ2をスタートする(s14)。このタイマ2は、タイマ1と同様5秒でタイムアップするタイマである。
【0032】
s15で上記タイマ1またはタイマ2がタイムアップしたか、すなわち、最高点または最低点がでたタイミングから5秒が経過したかを判断する。タイマがタイムアップした場合には(s15)、10秒間のリングバッファに記憶されているカラオケ音データは最高点または最低点のタイミングを中心にして前後5秒の区間であるため、このときのリングバッファ224の内容を最高点区間バッファ225または最低点区間バッファ226に転記する(s16)。s5以下の動作を曲が終了するまで継続する(s17)。
【0033】
曲が終了すると、ポイント集計レジスタ221に記憶されている内容に基づいて総合得点を計算する(s18)。この計算には一定の時間が掛かるためその間ドラムロール(スネアドラムのトレモロ音)を音源装置28に発音させて時間をつなぐ(s19)、計算が完了すると(s20)、その得点をモニタ16に表示するとともに、最高点区間バッファの内容をコントロールアンプ12に出力して、その区間のカラオケ音を再生する(s22)。次に、最低点区間バッファの内容をコントロールアンプ12に出力して、その区間のカラオケ音を再生する(s23)。以上の動作で1曲のカラオケ演奏を終了する。
【0034】
記録する区間は最高点の区間や最低点の区間に限らない。また、その区間時間も10秒間に限定されない。
【0035】
また、上記実施形態ではリングバッファ224を用い直前の10秒間のカラオケ音のみを記録するようにしているが、一旦全曲のカラオケ音をハードディスク27等にレコーディングし、採点結果に基づいてその一部を切り出すようにしてもよい。
【0036】
また、上記実施形態では、録音された最高点区間,最低点区間のカラオケ音をカラオケ曲の演奏後自動的に再生するようにしているが、利用者の指示に応じて再生するようにしてもよい。また、ハードディスク27などに保存しておき、演奏終了直後以外でも再生できるようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、採点結果に基づいて区間を決定して録音するようにしたことにより、少ない記憶エリアで歌唱者の歌唱の最も特徴的な部分を抽出することができる。
【0038】
請求項2の発明によれば、上記録音された内容をカラオケ曲の終了後再生することにより、歌唱者が自分の歌唱を客観的に聞くことができる。これにより、自分の歌唱をどのように改善すればよいかが分かりやすくなるとともに、上記のように特徴的な部分のみが再生されるため、どこを改善すればよいかが分かりやすいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態であるカラオケ装置の概略の機能ブロック図
【図2】同カラオケ装置のバッファの構成を示す図
【図3】同カラオケ装置のスケジュールテーブルを示す図
【図4】同カラオケ装置の機器のブロック図
【図5】同カラオケ装置の音声信号処理装置の構成を示す図
【図6】同カラオケ装置のデータ構成を示す図
【図7】同カラオケ装置の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
1…カラオケ演奏音、2…マイク(歌唱音声信号)、3…採点部、
4…ミキサ、5…録音部、6…アンプ、7…結果表示部、
12…コントロールアンプ、13…音声信号処理装置、17…マイク、
22…RAM、40…要素抽出部、41…比較部、
42…リファレンスバッファ、
222…最高点レジスタ、223…最低点レジスタ、
224…リングバッファ、
225…最高点区間バッファ、226…最低点区間バッファ

Claims (3)

  1. カラオケ曲を演奏する演奏手段と、
    歌唱音声信号を入力する歌唱入力手段と、
    前記歌唱音声信号とカラオケ曲の演奏音とをミキシングしたカラオケ音を、曲の先頭から順に所定時間分記憶する記憶手段と、
    前記歌唱入力手段から入力された歌唱音声信号をリアルタイムに採点する採点手段と、
    該採点手段の採点結果に基づいて、歌唱音声信号の特徴的な箇所を抽出する録音箇所決定手段と、
    前記録音箇所決定手段が歌唱音声信号の特徴的な箇所を抽出したとき、所定時間待機した後に前記記憶手段の記憶しているカラオケ音を転記し、前記歌唱音声信号の特徴的な箇所の前後所定区間を録音する録音手段と、
    前記録音手段が録音した区間を、前記カラオケ曲の演奏終了後再生する再生手段と、
    を備えたことを特徴とするカラオケ装置。
  2. 前記採点手段の採点結果を、前記カラオケ曲の演奏終了後表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のカラオケ装置。
  3. 前記録音箇所決定手段は、前記採点手段が採点に用いる歌唱音声信号の各要素が最も特徴的となる箇所を前記歌唱音声信号の特徴的な箇所として抽出する請求項1、または請求項2に記載のカラオケ装置。
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