JP4107212B2 - 楽曲再生装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばMIDI(Musical Instrumental Digital Interface:登録商標)とMP3(MPEG-1 Audio Layer-III)のように異なる形式で記録された楽曲を途中から同期
して再生するための技術に関する。
演奏情報を示す規格としてよく知られているものにMIDI規格があり、また、データ圧縮形式の一つで音楽の記録によく用いられるものにMP3がある。前者は、カラオケ装置に利用される場合が多いが(例えば特許文献1参照)、最近ではMIDI形式の楽曲データ(以降、MIDIデータという)とMP3形式の音楽データ(以降、MP3データという)とをそれぞれの特性に応じた用途で併用しようという提案がある。例えばMP3データはMIDIデータよりも臨場感のあるリアルな音質を実現できるので、そのような特性が要求されるコーラス音やガイドボーカル(人声のボーカル音)或いは特徴的な楽器の演奏などを再生するのに利用し、MIDIデータは自動伴奏やガイドメロディなどを再生するのに利用する、といった具合である。なお、ガイドボーカル及びガイドメロディとは、歌い手が本来のボーカルやメロディを認識して歌い易いようにするために伴奏に混じって再生されるものである。
特開平10−11097号公報
ところで、カラオケ装置のような楽曲再生装置においては、楽曲をその途中から再生しなければならないことがある。例えば再生の早送りや巻き戻しをした位置から再び楽曲を再生するような場合である。しかしながら、上記のようなMIDIデータとMP3データとで構成される楽曲をその途中から再生しようとした場合には、次のような問題がある。
図9は、MIDIパートとMP3パートが再生される様子を時系列的に示した図である。MIDIパートにおいては、楽曲の途中で再生を開始する位置を1(ms)単位で定めることができる。従って、例えば楽曲が開始されてからちょうど25分が経過した時に再生開始が指示されると、図9の矢印によって示されるタイミングから斜線を施した部分のMIDIパートが再生されることになる。
これに対し、MP3データは、例えば36(ms)単位のフレームを複数連ねたデータ構成となっており、このフレーム単位でしか楽曲を再生することができない。従って、前述したように楽曲開始から25分ちょうどが経過したタイミングから再生を開始しようとした場合、そのタイミングがフレームの先頭部分に偶然一致していない限り、そのタイミングからは楽曲を再生することができない。このような場合には、図9の実線矢印に示すように、本来再生しようとしたタイミング(点線矢印)よりも時間的に後ろに位置するフレームの先頭部分から再生せざるを得ない。即ち、MP3パートの再生はMIDIパートの再生開始に幾分遅れて開始されてしまうから、聞き手には不自然な演奏に聞こえてしまう虞がある。
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、楽曲の途中において再生可能なタイミングが異なるデータであっても、同じタイミングから再生できるようにすることを目的とする。
本発明の好適な態様である楽曲再生装置は、楽曲データを構成する第1、第2のデータ列であってデータ列の途中から再生を開始することができるタイミングが異なるものを記憶した記憶手段から、前記第1のデータ列を読み出し、これに基づいて第1の楽曲を再生する第1の再生手段と、
前記記憶手段から前記第2のデータ列を読み出し、これに基づいて第2の楽曲を再生する第2の再生手段と、
前記第2の再生手段によれば再生を開始することができるが前記第1の再生手段では再生を開始することができないタイミングから楽曲の再生を開始するように指示された場合、前記タイミングよりも時間的に前に位置し、かつ、前記第1の再生手段によって再生可能なタイミングを特定する第1タイミング特定手段とを備え、
前記第2の再生手段は、前記楽曲の再生を開始するように指示されたタイミングから前記第2の楽曲を再生し、
前記第1の再生手段は、前記第1タイミング特定手段によって特定されたタイミングから前記楽曲の再生を開始し、かつ、前記指示されたタイミングに至るまでの期間においては、前記第1の楽曲をミュート再生することを特徴とする。
本発明の別の好適な態様であるプログラムは、コンピュータ装置を、
楽曲データを構成する第1、第2のデータ列であってデータ列の途中から再生を開始することができるタイミングが異なるものを記憶した記憶手段から、第1のデータ列を読み出し、これに基づいて第1の楽曲を再生する第1の再生手段と、
前記記憶手段から第2のデータ列を読み出し、これに基づいて第2の楽曲を再生する第2の再生手段と、
前記第2の再生手段によれば再生をすることができるが前記第1の再生手段では再生を開始することができないタイミングから楽曲の再生を開始するように指示された場合、前記タイミングよりも時間的に前に位置し、かつ、前記第1の再生手段によって再生可能なタイミングを特定する第1タイミング特定手段として機能させ、
さらに、前記第2の再生手段が前記楽曲の再生を開始するように指示されたタイミングから前記第2の楽曲を再生し、
前記第1の再生手段が前記第1タイミング特定手段によって特定されたタイミングから前記楽曲の再生を開始し、かつ、前記指示されたタイミングに至るまでの期間においては、前記第1の楽曲をミュート再生するように機能させる。
本発明によれば、異なる形式の楽曲であっても、それらを楽曲の途中から同期して再生することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
<実施形態の構成>
図1は本発明の実施形態に係るカラオケ装置本体1の構成を示すブロック図であり、以下に各部を説明する。
CPU11は、RAM13をワークエリアとして利用し、ROM12に格納されている各種プログラムを実行することで装置各部を制御する。通信I/F(インタフェース)15は、楽曲データの配信元であるホストコンピュータ6より楽曲データを受信し、CPU11の制御のもとHDD(Hard Disk Drive)14へと転送する。また、DMA(Direct Memory Access)によるHDD14へのデータ転送も可能である。
HDD14に記憶されている楽曲データには、MIDI形式の演奏データ(以降、MIDIデータという)と、MP3形式の音楽データ(以降、MP3データという)という2種類のデータ列が含まれている。利用者が操作部16を用いて楽曲を指定する操作を行うと、CPU11は、指定された楽曲を再生するための楽曲データをHDD14から読み出す。CPU11は、読み出した楽曲データのうち、MIDIデータをRAM13にロードした後に、このRAM13から順次読み出して音源装置18や音声処理用DSP20に出力する。また、CPU11は、読み出した楽曲データのうちMP3データをMP3デコーダ22に出力する。MP3デコーダ22は、このMP3データを順次復号し、復号したデータを音源装置18や音声処理用DSP20に出力する。音源装置18は、CPU11から出力されてくるMIDIデータやMP3デコーダ22によって出力されてくるデータに基づいて楽音信号を生成し、これを効果用DSP19に出力する。効果用DSP19は、音源装置18で生成された楽音信号に対してリバーブやエコー等の効果を付与する。効果が付与された楽音信号は効果用DSP19によってD/A変換された後、アンプ21に出力される。音声処理用DSP20は、CPU11から出力されてくるMIDIデータやMP3デコーダ22によって出力されてくるデータに基づいてコーラス音信号を生成し、これをアンプ21に出力する。アンプ21は、これら楽音信号やコーラス音信号のほか、マイク4から供給される歌唱音声信号を増幅し、これらを混合してスピーカ3,3から放音させる。
操作部16は、カラオケ装置本体1の前面に設けられた操作パネルであり、テンキーやキーコントロールキーなどの多数のキーを有している。また、操作部16には、リモコン端末5から出力される信号(赤外線信号、無線信号等)を受信する受信部を有しており、受信部で受信した信号はCPU11へ転送される。カラオケ装置本体1は、楽曲を再生する機能の他、例えば楽曲を早送りしたり巻き戻しする機能や、音を放音させずに楽曲を再生するミュート機能を備えている。操作者は操作部16或いはリモコン端末5を操作することによって、楽曲の再生、停止、早送り、巻き戻し及びミュートを指示することができる。
表示制御部17は映像データや歌詞などをモニタ2に表示させるための制御を行う。映像データは、図示せぬ映像データ記憶部(DVD再生装置など)に記憶されており、曲のジャンルに応じた映像が読み出されるようになっている。歌詞は楽曲データ中の歌詞データを用いて表示されるようになっている。
ここで、図2は、カラオケ装置本体1においてMIDIパートとMP3パートが再生される様子を時系列的に示した図である。
MIDIパートについては、1(ms)単位の任意のタイミングで再生開始位置Pが指定されると、その再生開始位置PからMIDIデータが読み出されて、それ以降のMIDIパートが再生される。即ち、MIDIデータが読み出されるシーク位置SとMIDIパートの再生が開始される再生開始位置Pとは同じ位置(タイミング)である。これに対し、MP3データにおいては、図2に示すように再生開始位置Pがフレームfnの境界に一致していないから、この再生開始位置Pに相当するタイミングからはMP3パートを再生することができない。
そこで、MP3パートにおいては、指示された再生開始位置Pよりも時間的に前に遡り、かつ、MP3パートの再生開始が可能なタイミング(図2における再生開始位置P’)が特定され、この再生開始位置P’からMP3パートが再生される。
ここで、この再生開始位置P’は次のようにして特定される。MP3データに基づいて再生される楽曲は、その音質が安定するまでに所定期間が必要とされる。なぜなら、MP3の規格では、圧縮効果を高めることを目的として前後のフレーム間で相互にビットの貸し借り(ビット貯蓄)を行っており、あるフレームから再生が開始された場合には、そのフレームよりも前に位置するフレームから借りていたビットが不足してしまい、音を正確に再現することができないからである。そこで、再生開始位置P’は、この音質が安定するまでに必要とされる所要期間を考慮して決められる。例えばフレーム長が36(ms)で上記所要期間が200(ms)程度の場合、200(ms)÷36(ms)の演算を行って得られる5(個)ないし6(個)だけ前に位置するフレームの先頭部分が再生開始位置P’となる。図2に示す例の場合、フレームfnから5個前に位置するフレームfn-5の先頭部分が再生開始位置P’となる。
ここで、発明者らの実験により、MP3デコーダ22においては、次のような2種類の処理遅延が発生することが判明した。
まず、HDD14から読み出されたフレームを受け取ったMP3デコーダ22は、最初に受け取った2個のフレームについてはデコードしても音源装置18には出力しないでそのまま読み飛ばしてしまうことがある。そこで、このような現象を考慮して、上述した再生開始位置P’から更に前に2フレーム分遡った位置をMP3パートにおけるシーク位置S’とする。こうすれば、再生開始位置P’のタイミングから再生するために必要十分なMP3データがMP3デコーダ22に供給されることになる。図2に示す例の場合、フレームfn-5の先頭部分が再生開始位置P’であるから、シーク位置S’はそれよりも2個前のフレームfn-7の先頭部分となる。
次に、MP3デコーダ22がデコード処理を開始する場合においても、微少な期間だけデコード処理の遅延が発生することがわかった。この遅延期間は例えば7(ms)程度である。そこで、MP3デコーダ22は、再生開始位置P’よりも7(ms)だけ前からデコード処理を開始する。図2における拡大図は、フレームfn-5の先頭部分から7(ms)だけ前からデコード処理が開始されることを示している。
このようにして、MP3パートは再生開始位置P’に相当するタイミングから再生され始めるが、このときの再生処理は前述したミュート機能を用いたものであり、再生されるMP3パートは聞き手には音として聞こえない。このようなミュート再生は、MP3パートの進行が再生開始位置Pに相当するタイミングに到達するまで継続される。そして、MP3パートの進行が再生開始位置Pに相当するタイミングに到達したときには音量が徐々に増加していくようにフェードインしてミュートが解除され、それと同時に、MIDIパートの再生が開始される。よって、この時点からMP3パートとMIDIパートが実際に聞こえる楽曲として同期して再生されることになる。
<実施形態の動作>
次に、上記構成からなるカラオケ装置本体1の動作を説明する。
利用者が操作部16のテンキーやリモコン端末5を用いて楽曲指定操作を行うと、指定された楽曲を再生するための楽曲データ(MIDIデータ及びMP3データ)がCPU11によってHDD14から読み出され、楽曲再生や歌詞表示処理が行われる。ここで、利用者が操作部16のテンキーやリモコン端末5を用いて早送り再生を指示してカラオケ装置本体1に或る期間だけ早送り再生させた後に、楽曲の途中から再生を開始させる操作を行ったとする。この操作に応じてCPU11は、図3に示す処理を開始する。
CPU11は、まず、図2を用いて説明したような、MP3パートにおけるシーク位置S’を特定する(ステップS1)。即ち、CPU11は、上記再生開始操作によって指定された再生開始位置Pに相当するフレームfnから7個だけ前のフレームであるフレームfn-7に遡り、そのフレームfn-7の先頭部分をシーク位置S’として特定する。
次いで、CPU11は、HDD14内のMP3データをシーク位置S’から読み出し、これをMP3に出力してミュート再生を行う(ステップS2)。このとき、実際に再生が開始されるのは、フレームfn-5の先頭部分から7(ms)だけ前のタイミングからである。そして、CPU11は、上記再生開始操作によって指定されたタイミング(再生開始位置P)が到来するまで上記ミュート再生を継続する(ステップS3;No)。その後、上記タイミングが到来すると(ステップS3;Yes)、CPU11は、MP3パートについてはミュート機能を解除して通常の再生処理を行うとともに、MIDIパートについてはシーク位置SからMIDIデータを読み出して再生を開始する(ステップS4)。
なお、図4に示すように、MIDIパートの途中からMP3パートが始まっている場合のように、MP3パートにおいて再生開始位置Pから前に7フレーム分遡ることができないことがある。このような場合、CPU11は、遡ることが可能なフレーム分(図4では3個のフレーム分)だけ遡った位置をシーク位置S’とし、その位置からMP3データを読み出してミュート再生を開始すればよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、MP3パートについては、操作者によって指示された再生開始タイミングよりも前のタイミングに遡ってミュート再生を開始し、指示された再生開始タイミングが到来すると、MP3パートのミュートを解除するとともにMIDIパートを再生し始めるので、聞き手にとってはMIDIパートとMP3パートとが同じタイミングで開始されているかのように聞こえる。また、再生開始位置P’は、楽曲の音質が安定するまでの期間やMP3デコーダ22における各種遅延時間を考慮して決めているので、聞き手にとっては再生開始時点から音質が安定した状態の楽曲を聞くことができる。
<変形例>
以上説明した実施形態はあくまでも例示であり、種々の変形例がある。
MP3パートにおいては音質が安定するまでに必要な所定期間や、MP3デコーダ22の処理遅延に関して説明した内容は、本実施形態に固有の値であるので、本発明に係る楽曲再生装置の実施がこれらの値に限定されるわけではない。例えばMP3パートにおいては5フレーム前を再生開始位置に設定し7フレーム前をシーク位置に設定していたが、これとは異なる数のフレーム分だけ遡ってシーク位置や再生開始位置を決めてもよい。また、場合によってはこれらの事情を考慮しなくてもよい。ただし、MP3ではフレーム間でビットの貸し借りを行うというビット貯蓄がなされるため、再生開始するフレームの少なくとも1つ前のフレームから読み出さなければ再生することができない。また、MP3デコーダ22の処理遅延が無視できるほど小さい場合には、その遅延を考慮する必要はない。
楽曲データを構成するデータ列の形式は、実施形態で例示したMIDI形式とMP3形式に限定されない。要は、データ列の途中から記憶手段から読み出して再生することができるタイミングがそれぞれ異なるような複数のデータ列の組み合わせであればよい。例えば、図5に示すように、フレームサイズが24(ms)のデータ列D1とフレームサイズが36(ms)のデータ列D2というように、フレームサイズがそれぞれ異なるような場合であってもよい。この場合、CPU11は、いずれか一方のデータ列における再生開始位置Pを基準として、他方のデータ列のミュート再生を先行させて開始し、上記再生開始位置Pが経過した時点でミュートを解除すればよい。なお、図5においては、音質が安定するまでに要する期間やMP3デコーダ22の処理遅延は考慮していない場合を図示している(図6〜図8において同じ)。
さらに上記と同様に、例えば図6に示すように、データ列のフレームサイズは36(ms)で同じであるが、フレームとフレームの境界が時間的に前後にずれているような場合に本発明を適用してもよい。この場合も、CPU11は、いずれか一方のデータ列における再生開始位置Pを基準として、他方のデータ列のミュート再生を先行させて開始し、上記再生開始位置Pが経過した時点でミュートを解除すればよい。
また、図7に示すように、両方のデータ列がフレーム構成を採る場合に、いずれのデータ列においても再生できないタイミング(矢印Psによって示されるタイミング)から再生を開始するように指示される場合も想定される。このような場合には、CPU11は、データ列D1においては再生開始位置Pでミュート再生を開始する一方、データ列D2においては再生開始位置P’でミュート再生を開始する、というように、それぞれのデータ列において再生開始可能なタイミングからミュート再生を先行して開始すればよい。この後、CPU11は、矢印Psによって示されるタイミングが到来すると、両者のデータ列についてのミュートを解除し、以降は通常の再生を行う。
また、組み合わせられるデータ列の数は3つ以上であってもよい。例えば図8にはデータ列が3つの場合を例示しているが、この場合も、CPU11は、いずれか1つの楽曲データにおける再生開始位置Pを基準として、残りの楽曲データにおいてミュート再生を先行させておき、上記再生開始位置Pが経過した時点で全てのミュートを解除すればよい。
また、実施形態ではMP3デコーダ22をCPU11とは別体のハードウェア構成として説明した。しかし、これに限らず、MP3データをデコードする機能はCPU11がROM12またはHDD14に記憶されたプログラムを実行することによって実現されてもよい。
なお、本発明に係る楽曲再生装置は実施形態で例示したカラオケ装置以外の装置にも適用されることはもちろんである。
本発明の実施形態に係る楽曲再生装置を適用したカラオケ装置の構成を示す図である。 同実施形態においてMIDIデータとMP3データが楽曲の途中から再生される様子を時系列的に示した図である。 同実施形態においてCPUが実行する動作を示すフローチャートである。 同実施形態においてMIDIパートとMP3パートが楽曲の途中から再生される様子を時系列的に示した図である。 フレームのサイズが異なるデータ列D1とデータ列D2が楽曲の途中から再生される様子を時系列的に示した図である。 フレームのサイズが同じでフレームの境界がずれているデータ列D1とデータ列D2とが楽曲の途中から再生される様子を時系列的に示した図である。 フレームの途中で楽曲の再生開始が指示されたときに、データ列D1とデータ列D2とが再生される様子を時系列的に示した図である。 データ形式が異なる3つのデータ列D1,D2及びD3が楽曲の途中から再生される様子を時系列的に示した図である。 従来において、MIDIパートとMP3パートが再生される様子を時系列的に示した図である。
符号の説明
1…カラオケ装置本体、2…モニタ、3…スピーカ、4…マイク、5…リモコン端末、6…ホストコンピュータ、11…CPU、12…ROM、13…RAM、14…HDD、15…通信I/F、16…操作部、17…表示制御部、18…音源装置、19…効果用DSP、20…音声処理用DSP、21…アンプ、22…MP3デコーダ。

Claims (6)

  1. 楽曲データを構成する第1、第2のデータ列であってデータ列の途中から再生を開始することができるタイミングが異なるものを記憶した記憶手段から、前記第1のデータ列を読み出し、これに基づいて第1の楽曲を再生する第1の再生手段と、
    前記記憶手段から前記第2のデータ列を読み出し、これに基づいて第2の楽曲を再生する第2の再生手段と、
    前記第2の再生手段によれば再生を開始することができるが前記第1の再生手段では再生を開始することができないタイミングから楽曲の再生を開始するように指示された場合、前記タイミングよりも時間的に前に位置し、かつ、前記第1の再生手段によって再生可能なタイミングを特定する第1タイミング特定手段とを備え、
    前記第2の再生手段は、前記楽曲の再生を開始するように指示されたタイミングから前記第2の楽曲を再生し、
    前記第1の再生手段は、前記第1タイミング特定手段によって特定されたタイミングから前記楽曲の再生を開始し、かつ、前記指示されたタイミングに至るまでの期間においては、前記第1の楽曲をミュート再生することを特徴とする楽曲再生装置。
  2. 前記第2の再生手段では再生を開始することができないタイミングから楽曲の再生を開始するように指示された場合、前記タイミングよりも時間的に前に位置し、前記第2の再生手段によって再生可能なタイミングを特定する第2タイミング特定手段を備え、
    前記第2の再生手段は、前記第2タイミング特定手段によって特定されたタイミングから前記楽曲の再生を開始し、かつ、前記指示されたタイミングに至るまでの期間においては、前記第2の楽曲をミュート再生することを特徴とする請求項1記載の楽曲再生装置。
  3. 前記第1タイミング特定手段は、前記第2のデータ列に基づいて楽曲の再生が開始された時から該楽曲の音質が安定する時までに応じて予め定められている期間分ずらして前記タイミングを特定する請求項1または2記載の楽曲再生装置。
  4. 前記第1のデータ列と前記第2のデータ列はフレーム構成を有するデータ列であり、それぞれのフレームのサイズが異なる請求項1記載乃至3いずれかに記載の楽曲再生装置。
  5. 前記第1のデータ列と前記第2のデータ列はフレーム構成を有するデータ列であり、それぞれのフレームの境界の位置が異なる請求項1乃至3いずれかに記載の楽曲再生装置。
  6. コンピュータ装置を、
    楽曲データを構成する第1、第2のデータ列であってデータ列の途中から再生を開始することができるタイミングが異なるものを記憶した記憶手段から、前記第1のデータ列を読み出し、これに基づいて第1の楽曲を再生する第1の再生手段と、
    前記記憶手段から前記第2のデータ列を読み出し、これに基づいて第2の楽曲を再生する第2の再生手段と、
    前記第2の再生手段によれば再生をすることができるが前記第1の再生手段では再生を開始することができないタイミングから楽曲の再生を開始するように指示された場合、前記タイミングよりも時間的に前に位置し、かつ、前記第1の再生手段によって再生可能なタイミングを特定する第1タイミング特定手段として機能させ、
    さらに、前記第2の再生手段が前記楽曲の再生を開始するように指示されたタイミングから前記第2の楽曲を再生し、
    前記第1の再生手段が前記第1タイミング特定手段によって特定されたタイミングから前記楽曲の再生を開始し、かつ、前記指示されたタイミングに至るまでの期間においては、前記第1の楽曲をミュート再生するように機能させるためのプログラム。
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