JP4108850B2 - 歌唱による標準的なカロリー消費量を試算する方法およびカラオケ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、歌唱によるカロリー消費量をカラオケ伴奏音楽の起源となる音楽生成データに基づいて計算する方法と、その方法によってカロリー消費量を計算して表示するカラオケ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラオケ装置は、カラオケ伴奏音楽の起源となる音楽生成データと歌詞画像の起源となる歌詞描出データとをセットにしたカラオケデータを処理してカラオケ伴奏音楽と歌詞画像とを同期して音響／映像出力する。カラオケ装置は、カラオケ楽曲の演奏処理という基本機能に着目すると特定用途向けのコンピュータシステムと言える。しかし、そのデータ処理機能は単に演奏処理のみに利用するにはあまりにも高度である。実際に、楽曲の冒頭部分だけを演奏するイントロ当てクイズなどのゲーム機能やマイクロホンからの歌唱音声を解析して得点を付ける採点機能、さらにはネットワークに接続してホストコンピュータが保有する種々のデータ（人気曲のランキングやＣＭ情報など）を利用者に提示するためのデータ端末としての機能などを備えている。現在のカラオケ装置は、ネットワーク資源やハードウエア資源を活用することで、インテリジェント・エンターテイメント・システムとして進化し続けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
カラオケに対する大方のイメージは閉鎖的な空間で楽しむ文化的な娯楽であると言えよう。しかし、カラオケで歌う行為、とくに腹式呼吸による横隔膜の激しい活動は、身体の全体運動であり、かなりのカロリー消費量を必要とする。本発明者はこのことに着目するとともに、この事実をカラオケ利用者に限らず多くの人に知ってもらい、カラオケを運動促進や健康的なダイエットに役立ててもらいたいと思った。
【０００４】
そのためには、カラオケ楽曲を１曲歌ったときの標準的なカロリー消費量を計算して、それを利用者に通知するのが最も効果的であると考えた。しかも、各楽曲ごとに個別に計算し、各歌唱者が目標とするカロリー消費量の目安となるようにしたい。
【０００５】
標準カロリー消費量を算出する場合、各楽曲を（歌手などの模範的な歌唱者に）実際に歌ってもらって、心拍数や呼吸数などからカロリー消費量を計算（測定）する方法もある。しかし、膨大な楽曲数に対応すれば、多大な時間と費用が必要となることが明らかである。また、最近のカラオケ装置には３番ある楽曲を２番で切り上げたり、テンポを変えて演奏させたりするなど各種演奏モードの設定が可能であり、その各種演奏モードによる伴奏音楽に合わせて歌唱すれば、カロリー消費量も当然変化する。したがって、前もって標準カロリー消費量を一義的に決めてしまうのは実際に消費するカロリー量との誤差が大きい。
【０００６】
そこで本発明は、歌唱による標準的なカロリー消費量を高度な計算や面倒な測定を必要することなく試算でき、しかも演奏モードを変えても柔軟に対応してカロリー消費量を試算する方法とその方法を採用することで標準的なカロリー消費量を表示できるカラオケ装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、便宜的に分説すると、つぎの事項（１）〜（４）により特定される方法の発明である。
（１）電子楽譜形式の歌唱旋律データをコンピュータにより処理して当該旋律を歌唱した際の標準カロリー消費量を求める方法であること
（２）歌唱旋律データは、歌唱旋律を構成する複数の音符の時系列の集合であること
（３）音符は、音量情報と、持続時間情報を含むこと
（４）コンピュータは、各音符ごとに音量情報と持続時間情報の積に相関した音符積分値を求めるとともに、音符集合の各音符積分値を積算して標準カロリー消費量を求めること
【０００８】
第２発明は、便宜的に分説すると、つぎの事項（11）〜（15）により特定されるカラオケ装置の発明である。
（11）リクエスト曲のカラオケデータをデータベースから抽出して演奏するカラオケ装置であること
（12）カラオケデータは、電子楽譜形式の歌唱旋律データを含むこと
（13）歌唱旋律データは、歌唱旋律を構成する複数の音符の時系列の集合であること
（14）音符は、音量情報と、持続時間情報を含むこと
（15）カラオケ装置のコンピュータは、リクエスト曲の歌唱旋律データについて、各音符ごとに音量情報と持続時間情報の積に相関した音符積分値を求めるとともに音符集合の各音符積分値を積算することにより求めた標準カロリー消費量を表示すること
【０００９】
第２発明に係るカラオケ装置においては、つぎの事項（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を適宜に付加して実施することができる。
（Ａ）コンピュータは、リクエスト曲を演奏開始する際に当該リクエスト曲の標準カロリー消費量を表示すること
（Ｂ）コンピュータは、リクエスト曲の演奏の進行に伴って、演奏済み区間に含まれる歌唱旋律データの音符集合により求めた標準カロリー消費量を逐次表示すること
（Ｃ）コンピュータは、リクエスト曲が複数声部の歌唱旋律データを有する重唱曲である場合、各声部の歌唱旋律データごとに求めた複数の標準カロリー消費量を表示すること
【００１３】
【発明の実施の形態】
＝＝＝カラオケ装置の基本的な構成と動作＝＝＝
図１に本発明の一実施例をカラオケ装置の構成図として示した。中央制御部１１は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイコンであり、データバス１００や制御バス１１０を介して周辺各構成部とデータ通信を行い、このカラオケ装置１を制御／統括している。ハードディスク装置１２には多数曲分のカラオケデータに加え、歌唱ゲームなどの付帯機能を実現するための種々のプログラムも格納されている。カラオケデータはＭＩＤＩ形式によって記述されたカラオケ伴奏音楽の起源となる音楽生成データと、その楽曲演奏に同期して描出すべき歌詞文字やその文字の属性（表示位置、表示色、表示／消去タイミング）を記述した歌詞描出データとを含んでいる。
【００１４】
中央制御部１１は、リモコン送信器１７や操作パネル１８からリクエスト楽曲のＩＤ入力を操作制御部１９を介して受け取ると、その入力順とＩＤとを対応づけてＲＡＭに格納し、楽曲の演奏予約登録を行う。そして、予約順番に従って該当する楽曲のカラオケデータを取り出す。そして、ＭＩＤＩデータをシンセサイザ１３に転送する。シンセサイザ１３は、ＭＩＤＩデータに従って内蔵音源を制御し、カラオケ伴奏音楽を生成する。シンセサイザ１３が出力するカラオケ伴奏音楽の音声信号は、ミキシングアンプ１４でマイクロホン１５からの歌唱音声信号と混合されてスピーカ１６に音響出力される。
【００１５】
なお、各種演奏モードによってカラオケ伴奏音楽を音響出力させることもできる。具体的には、利用者の操作によってカラオケ伴奏音楽本来のキーやテンポを変化させるモードや保守作業員などのシステム設定によって３番以上ある楽曲を２番でフェードアウトさせながら途中終了する（２コーラスフェードアウト）モードなどである。
【００１６】
一方、カラオケ伴奏音楽の生成処理に同期して歌詞描出データを処理し、歌詞画像に相当するビットマップ画像をビデオＲＡＭ２０に展開する。映像制御部２１は、このビットマップ画像をビデオＣＤチェンジャ２２から出力されるムード映像にスーパーインポーズする処理を行ってディスプレイ２３に映像出力する。
【００１７】
本実施例のカラオケ装置１は指定楽曲を歌唱者が歌ったときに消費されると思われるカロリー量を試算し、その試算結果を標準カロリー消費量として表示出力するための標準カロリー消費量計算機能を備えている。さらに、歌唱者が実際に歌唱したときに消費したカロリー量も歌唱音声の音量を測定することで算出することができる歌唱カロリー消費量計算機能も備えている。これらの機能を実現するためのプログラムはハードディスク装置１２に格納されており、中央制御部１１はこれらの機能の実行指定があると所定のプログラムデータを読み出して処理する。
【００１８】
＝＝＝標準カロリー消費量の計算方法と処理＝＝＝
音楽生成データはシンセサイザ１３が内蔵する各楽器に相当する各音源に対して音程、音量、その音の発音／消音タイミング、つぎの音までの時間（符長）など音符の特性を演奏時系列に沿って記述したものである。この音符特性データをシンセサイザ１３に与えることで、所定の音色による所定の音が所定の音量で所定時間生成される。また、音楽生成データには所定の楽器の旋律がボーカルに対応する旋律（主旋律）として含まれている。本実施例では、この主旋律上の音符特性データに基づいて標準カロリー消費量を試算している。中央制御部１１は、ある楽曲の演奏指示が入力されると、この楽曲の演奏に先立って、該当の音楽生成データから主旋律に相当するデータ部分を抽出する。そして、この旋律上の各音の音符特性データを取得して処理する。以下、その処理について説明する。
【００１９】
カロリー消費量の試算にもっぱら必要となるデータは主旋律の各音の音量と発音持続時間（発音タイミングと消音タイミングとの時間）であり、音程はあまり関係しない。図２は標準カロリー消費量の計算処理の概略を示している。中央制御部１１は主旋律上の各音の音量と発音持続時間とを演奏時系列に対応させる。グラフにすると縦軸が音量、横軸が時間となる。つぎに、音量を歌唱パートに相当する区間について時間積分する。この積分結果はグラフでは音量折れ線によって形成される多角形の面積に当たる。そして、この面積に所定のカロリー換算係数を掛けて標準カロリー消費量とする。
【００２０】
ここで、カロリー換算係数とは、標準的な体格を有する人がある楽曲を普通に（音符特性データ通りに正確に）歌唱したときの身体運動に対応するカロリー消費量を実測した数値と、この楽曲の音楽生成データに基づいて計算される先の積分結果とを一致させるための係数である。この係数の求め方の一例として、歌唱によって消費した酸素量を測定してカロリー消費量を求める方法がある。例えば、特開平５−２１２１３６号公報などに開示されているような酸素消費量測定装置を使用し、標準的体格の人にある楽曲を音符特性データ通りに正確に歌唱してもらう。もちろん、１曲全部を歌う必要はない。この人が歌った部分に相当する主旋律上の音符特性データから上述の積分値（面積）を求める。実測したカロリー消費量（値）をこの積分値で割れば単位面積（単位音量×単位時間）当たりのカロリー消費量となる。これをカロリー換算係数（係数Ａとする）として規定する。
【００２１】
また、カラオケ歌唱時に消費するカロリー量を計算するためのカロリー換算係数（係数Ｂ）をまず計算しておいてもよい（係数Ｂの求め方に関しては後述する）。こうすれば音符特性データ通りに歌唱したときのカロリー消費量が試算できる。
【００２２】
このようにして求めた標準カロリー消費量は中央制御部１１が適宜な描画処理プロセスを実行することによって指定楽曲の演奏直前など適時にディスプレイに表示される。図３にその表示状態を概略図として示した。
【００２３】
＝＝＝歌唱カロリー消費量の計算＝＝＝
カラオケ装置１は上述の歌唱カロリー計算機能を実現するために音量検出部２４を備えている。音量検出部２４はＡ／Ｄコンバータを内蔵し、マイクロホン１５からの音量（信号振幅）レベルを微少時間（例えば０．２秒程度）毎にサンプリングし、デジタル音量データとして逐次中央制御部１１に転送する。図４にその音量レベルデータの概略について示した。
【００２４】
中央制御部１１はこの微少時間毎に受け取る音量データに所定のカロリー換算データを掛けた数値を積分的に処理することでカロリー消費量を計算する。ここで言うカロリー換算係数は先の係数Ｂに相当する。この係数Ｂの求め方は上述の酸素消費量の測定に基づくカロリー消費量計算のときと基本的には同じである。まず、標準的な体格の人がマイクロホンに向かって発声する。このとき、発声開始から発生終了までの音量レベルを微少時間毎に測定する。その微少時間毎の測定値を時間積分する。実測されたカロリー消費量をこの積分値で割れば単位面積当たりのカロリー消費量が求まる。この数値が係数Ｂである。したがって、微少時間毎に受け取る音量レベルを時間積分したものにこの係数Ｂを掛ければ歌唱カロリー消費量が求められる。そのため、大きな声で歌唱するほど、発声し続けるほどカロリー消費量は多くなる。なお、この人がある楽曲の音符特性データ通りに歌唱したときのカロリー消費量を測定すれば、標準的消費カロリー量となる。
【００２５】
このようにして計算された歌唱カロリー消費量は演奏終了後の適時な時点でディスプレイに出力される。このとき、標準カロリー消費量を再び表示すれば標準値と比較することができる。
【００２６】
＝＝＝その他、応用例・変更例＝＝＝
主旋律の各音はフラットなものと所定のエンベローブで変化するものとがある。エンベローブによる音量変位も加味して計算すれば正確な標準カロリー消費量が試算できるが、主旋律用に設定されている楽器の種類によっては人の声帯の特性と異なる場合がある。そのため、上記実施例では、エンベローブによる音量変位を含めないで計算している。
【００２７】
上記実施例では、演奏に先立って１曲分の標準カロリー消費量を表示しているが、演奏時系列に対応させて、演奏開始から演奏中の現時点までの標準カロリー消費量を表示することとしてもよい。そのための処理としては、中央制御部が音楽生成データをシンセサイザへ転送するさい、逐次主旋律上の音符特性データを取得し、演奏処理に同期してカロリー消費量を計算していってもよい。あるいは、楽曲演奏前にカロリー消費量を演奏時系列に対応づけて計算しておき、演奏時点毎に対応するカロリー消費量を表示することとしてもよい。
【００２８】
歌唱カロリー消費量についても、演奏処理に同期して逐次積算しながら表示出力してもよい。このとき、標準カロリー消費量も合わせて表示すれば、歌唱カロリー消費量を結果ではなく、歌唱中に目標とするカロリー消費量達成に向けての目安として得ることができる。標準カロリー消費量もリアルタイムで積算値を表示すればなお効果的である。
【００２９】
カラオケ楽曲にはデュエット曲など複数の歌唱パートがある曲もある。このばあい、各パートについて対応する主旋律にもとづいて標準カロリー消費量を計算すれば、歌唱パート毎の標準カロリー消費量を各パートを受け持つ歌唱者に個別に通知できる。
【００３０】
また、テンポの設定を変えたり２コーラス・フェードアウト・モードを設定したりしたときなど、主旋律上の各音の符長を適宜に増減させたり、時間積分する区間を変更することで演奏モードに見合った標準カロリー消費量を計算することができる。
【００３１】
もちろん、音楽生成データに基づいて標準カロリー消費量を計算するための方法はカラオケ装置に限らず、汎用のコンピュータにも適用できる。例えば、音楽生成データをパソコンなどで製作する段階で同時に標準カロリー消費量も試算しておけば、カラオケ楽曲の目次本などにそのカロリー消費量を掲載することもできる。もちろん、標準カロリー消費量をデータとしてネットワークを介して通信カラオケシステムの演奏端末に配信することもできる。このデータを各楽曲に対応づけておけばカラオケ装置で演奏指定機会毎に計算しなくてよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、カラオケ楽曲の健康的側面を積極的にアピールするための歌唱によるカロリー消費量を試算することができる。その試算にさいしては音楽生成データから計算しているため、各楽曲毎に高度な計測機器を使って実測する必要がなくなる。したがって、コストと時間を大幅に節約できる。
【００３３】
この方法によって標準カロリー消費量を計算する機能をカラオケ装置に採用すればそのカロリー消費量を指定楽曲の演奏時に表示出力できる。そのため、各楽曲に標準カロリー消費量を対応づけた表などを用意しなくても、歌唱者は指定楽曲を歌唱したときの標準カロリー消費量を知ることができる。
【００３４】
標準カロリー消費量を１曲分まとめて表示すれば歌唱者が消費するカロリー量を前もって把握することができる。演奏中にその時点までの途中経過として表示すれば歌唱者が個人的に目標とするカロリー消費量がどの時点で達成されたかを知ることができる。
【００３５】
歌唱パートの主旋律毎に標準カロリー消費量を計算すれば、デュエット曲などにも対応して複数の歌唱者に個別に標準カロリー消費量を通知することができる。また、演奏モードに応じて適宜に計算すれば、正確に標準カロリー消費量を試算できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるカラオケ装置の構成図である。
【図２】上記カラオケ装置にて標準カロリー消費量を計算するための方法を概略図として示している。
【図３】上記標準カロリー消費量を表示した状態を概略図として示している。
【図４】上記カラオケ装置にて歌唱カロリー消費量を計算するための方法を概略図として示している。
【符号の説明】
１ カラオケ装置
１１ 中央制御部
１２ ハードディスク装置
１３ シンセサイザ
１５ マイクロホン
２４ 音量検出部

Claims (5)

1. 電子楽譜形式の歌唱旋律データをコンピュータにより処理して当該旋律を歌唱した際の標準カロリー消費量を求める方法であって、
   歌唱旋律データは、歌唱旋律を構成する複数の音符の時系列の集合であり、
   音符は、音量情報と、持続時間情報を含み、
   コンピュータは、各音符ごとに音量情報と持続時間情報の積に相関した音符積分値を求めるとともに、音符集合の各音符積分値を積算して標準カロリー消費量を求める
   方法。
2. リクエスト曲のカラオケデータをデータベースから抽出して演奏するカラオケ装置であって、
   カラオケデータは、電子楽譜形式の歌唱旋律データを含み、
   歌唱旋律データは、歌唱旋律を構成する複数の音符の時系列の集合であり、
   音符は、音量情報と、持続時間情報を含み、
   カラオケ装置のコンピュータは、リクエスト曲の歌唱旋律データについて、各音符ごとに音量情報と持続時間情報の積に相関した音符積分値を求めるとともに音符集合の各音符積分値を積算することにより求めた標準カロリー消費量を表示する
   カラオケ装置。
3. コンピュータは、リクエスト曲を演奏開始する際に当該リクエスト曲の標準カロリー消費量を表示する
   請求項２に記載のカラオケ装置。
4. コンピュータは、リクエスト曲の演奏の進行に伴って、演奏済み区間に含まれる歌唱旋律データの音符集合により求めた標準カロリー消費量を逐次表示する
   請求項２に記載のカラオケ装置。
5. コンピュータは、リクエスト曲が複数声部の歌唱旋律データを有する重唱曲である場合、各声部の歌唱旋律データごとに求めた複数の標準カロリー消費量を表示する
   請求項２〜４のいずれかに記載のカラオケ装置。

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