JP4182898B2 - カラオケ装置 - Google Patents

Description

この発明は、カラオケ装置に関する。特に採点機能を備えたカラオケ装置に関する。

カラオケ曲の歌唱を盛り上げたり、歌唱者の歌唱練習に寄与するため、採点機能を備えたカラオケ装置が従来より実用化されている。一般的な採点機能は、カラオケ曲が終了したのち点数を表示するものであるが、カラオケ曲の演奏中に採点結果をアルタイム表示するものも提案されていた（たとえば特許文献１）。
特開平１０−６９２１６号公報

特許文献１に記載された採点結果のリアルタイム表示は、リアルタイムに求められている音量差分データ・音高差分データをモニタ上にメータアイコンや数値でリアルタイム表示するものである。すなわち、その瞬間の歌唱の巧拙が表示されるものであるため、歌唱者が途中で歌唱を失敗すると点数が下がってしまい、歌唱が盛り上がらなくなるという問題点があった。

歌唱の採点結果をリアルタイムに表示するとともに、歌唱者の歌唱意欲を盛り上げることができ、且つアミューズメント性を高めたカラオケ装置を提供することを目的とする。

この発明は、カラオケ曲を演奏する演奏手段と、歌唱音声を入力する歌唱音声入力手段と、カラオケ曲の歌唱区間を複数のブロックに時分割し、ブロック毎に前記歌唱音声を採点して採点結果を積算してゆく採点手段と、前記採点手段の積算値を表示し、採点手段による積算値の更新に合わせて表示を更新する点数表示手段と、を備え、前記採点手段は、各ブロックの合格／不合格の判定基準であるしきい値を設定し、そのブロックが合格である場合に点数を与え、カラオケ曲の進行およびその時点での積算点数に応じて、前記しきい値を変更することを特徴とする。
また、この発明は、前記採点手段は、全歌唱区間の積算値の最高得点が満点を超えるように設定し、前記積算値が満点に達した場合に、その後の積算を打ち切ることを特徴とする。

この発明では、ブロック毎に歌唱を採点し、この採点結果を積算して最終的な点数を算出するが、カラオケ曲の演奏中にその時点までの積算値を表示し、積算値が更新されるのに合わせて表示も刻々と更新する。これにより、歌唱することによって点数が徐々に積算・増加してゆくため、歌唱者にとって励みになり歌唱を盛り上げることができる。

この発明では、曲全体にわたって一律に採点するのではなく、曲の進行およびその時点での点数に応じて採点基準を変更することにより、たとえば、高得点の歌唱者には途中から採点基準を厳しくし、低得点の歌唱者には途中から採点基準を甘くするなどして差がつきにくくし、採点機能のゲーム性・アミューズメント性を高くすることができる。また、曲の終盤に採点基準を甘くすることにより、最後に点数が大きく上昇するように演出することができ、カラオケ歌唱を盛り上げることができる。

この発明によれば、カラオケ曲の演奏中・歌唱中に点数が徐々に積算・上昇してゆくため、点数の増加がリアルタイムに分かるとともに、点数が減少することがないため、カラオケ曲の歌唱を盛り上げ、且つアミューズメント性を高くすることができる。

図面を参照してこの発明の実施形態であるカラオケ装置について説明する。カラオケ曲の演奏はカラオケ曲の楽音を発生しながら背景映像・歌詞テロップをモニタに出力する動作であるが、採点モードを設定すると、このカラオケ曲の演奏に加えて、歌唱者の歌唱音声を採点して点数をモニタに表示する採点モード動作を実行する。

採点モードでは、カラオケ曲の歌唱区間（歌唱者が歌唱すべき区間）を時間軸に１２０のブロックに分割し、各ブロック毎に点数を算出する。そして、ブロックの点数が算出されるごとにこれを積算して合計得点を算出し、この合計得点をモニタに表示する。したがって、モニタに表示される点数は、最初は低く、歌唱が進むにつれて徐々に高くなってゆく。

図１は、同カラオケ装置のブロック図である。カラオケ装置は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０と、これに接続された各種機器で構成されている。ＣＰＵ１０には、ハードディスク１１、ＲＡＭ１２、音源１３、ミキサ（エフェクタ）１４、ボーカルアダプタ１９、ＭＰＥＧデコーダ２０、合成回路２１、操作部２３が接続されている。ハードディスク１１は、カラオケ曲を演奏するための曲データやモニタに背景映像を表示するための映像データなどを記憶している。ＲＡＭ１２には、プログラムや曲データを読み出すエリアなどが設定されている。

音源１３は、ＣＰＵ１０が実行する曲シーケンサ３１の処理によって入力された曲データ（ノートイベントデータ等）に応じて楽音信号を形成する。形成した楽音信号はミキサ１４に入力される。ミキサ１４は、音源１３が発生した複数の楽音信号、および、マイク１７−Ａ／Ｄコンバータ１８を介して入力された歌唱者の歌唱音声信号に対してエコーなどの効果を付与するとともに、これらの信号を適当なバランスでミキシングする。ミキシングされたデジタルの音声信号はサウンドシステム１５に入力される。サウンドシステム１５はＤ／Ａコンバータおよびパワーアンプを備えており、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換して増幅し、スピーカ１６から放音する。ミキサ１４が各音声信号に付与する効果およびミキシングのバランスはＣＰＵ１０によって制御される。

また、Ａ／Ｄコンバータ１８によってデジタル信号に変換された歌唱音声信号は、ボーカルアダプタ１９にも入力される。ボーカルアダプタ１９は、この入力された歌唱音声信号から歌唱周波数を割り出すとともに、ＣＰＵ１０の曲シーケンサ３１から入力されたリファレンスの周波数を割り出す。そして、この歌唱周波数とリファレンス周波数を同期させて３０ｍｓ毎にＣＰＵ１０（採点モード処理３４）に入力する。リファレンスとしては、曲データに含まれるガイドメロディデータが用いられる。また割り出した周波数は、Ｃ０からのセント値で表現される。

ＨＤＤ１１に記憶されている背景映像データ４１は、ＭＰＥＧ２形式にエンコードされており、ＣＰＵ１０が実行する背景映像再生プログラム３３は、これを読み出してＭＰＥＧデコーダ２０に入力する。ＭＰＥＧデコーダ２０は、入力されたＭＰＥＧデータをＮＴＳＣの映像信号に変換して合成回路２１に入力する。合成回路２１は、この背景映像の映像信号の上に歌詞テロップや採点結果の表示などのＯＳＤを合成する回路である。この合成された映像信号はモニタディスプレイ２２に表示される。

操作部２３は、パネルスイッチインタフェースやリモコン受信回路などからなっており、利用者によるパネルスイッチやリモコン装置の操作に応じた操作信号をＣＰＵ１０に入力する。ＣＰＵ１０は、操作入力処理プログラム３５によってこの操作信号を検出し、対応する処理を実行する。この操作入力処理プログラム３５はシステムプログラムに含まれるものである。

パネルスイッチやリモコン装置は、曲番号を選択したり、採点モードなどのモードを選択するための種々のキースイッチを備えている。

パネルスイッチやリモコン装置で曲番号が入力されると、操作入力処理プログラム３５がこれを検出し、カラオケ曲のリクエストであるとしてシーケンサ３０に伝達する。シーケンサ３０は、これに応じて、この曲番号で識別されるカラオケ曲の曲データをハードディスク１１の曲データ記憶エリア４０から読み出す。シーケンサ３０は、曲シーケンサ３１および歌詞シーケンサ３２からなっており、歌詞シーケンサ３２は、文字パターン作成プログラム３２ａを含んでいる。曲シーケンサ３１は曲データ中の演奏データトラック、ガイドメロディトラックなどのトラックのデータを読み出し、このデータで音源１３を制御することによってカラオケ曲の演奏音を発生させる。また、歌詞シーケンサ３２は、曲データ中の歌詞トラックのデータを読み出し、このデータに基づいて歌詞テロップの画像パターンを作成して合成回路２１に出力する。また、背景映像再生プログラム３３は、シーケンサ３０からの指示に応じて所定の背景映像データを読み出してＭＰＥＧデコーダ２０に入力する。

通常モードでは、歌唱者が操作部２３を操作してカラオケ曲をリクエストすると、シーケンサ３０がハードディスク１１からリクエストされたカラオケ曲の曲データを読み出してその曲の自動演奏動作を実行する。この自動演奏動作により、ノートイベントデータなどが所定タイミングに音源１３に入力されてカラオケ曲の演奏音が発生する。また、この自動演奏動作により、歌詞テロップが所定タイミングに合成開２１に出力される。また、この自動演奏動作と並行して背景映像再生プログラム３３およびＭＰＥＧデコーダ２０により背景映像が再生される。

そして、採点モードでは、上記の自動演奏動作に加えて、採点モード処理プログラム３４により、採点処理動作が実行される。採点処理動作では、ボーカルアダプタ１９が、マイク１７から入力されＡ／Ｄコンバータ１８でデジタル化された歌唱音声信号の周波数とシーケンサ３０から入力されるリファレンス周波数とを比較して比較結果データを出力する。この比較は３０ｍｓ毎に実行される。採点モード処理プログラム３４は、この比較結果データに基づいて、歌唱区間を１２０分割したブロック毎に点数を算出し、この点数を積算してゆく。この積算結果を合成回路２１に出力してモニタ２２に表示する。

ここで、図２を参照してハードディスク１１に記憶されている曲データについて説明する。曲データは、同図（Ａ）に示すように、カラオケ曲を演奏するための楽音トラック、ガイドメロディを発生するためのガイドメロディトラック、歌詞テロップを表示するための歌詞トラック、曲中の区切りを示すマークデータが書き込まれるマークデータトラックなどからなっている。曲データは、これ以外にヘッダ、音声データ、音声データ制御トラックなどを有しているが説明を簡略化するためにこの図では省略する。

各トラックは、ＭＩＤＩフォーマットに従って記述されている。たとえば、ガイドメロディトラックは、同図（Ｂ）に示すように、ノートオンイベントデータ、ノートオフイベントデータなどのイベントデータと各イベントデータの読み出しタイミングを示すタイミングデータからなっている。ノートオンイベントデータは音高データを含み、このノートオンによって発生する楽音（ガイドメロディ）の音高を指定する。この楽音は次のノートオフイベントデータが読み出されるまで継続する。

タイミングデータは、各イベントデータ間の時間的間隔を示すデュレーションデータや曲のスタート時刻からの絶対時間を示す絶対時間データなどで構成することができる。

楽音トラック、ガイドメロディトラックのイベントデータは、上記のように楽音の音高、音量、オン／オフなどを示すノートイベントデータなどで構成され、このノートイベントデータを音源１３に入力することにより、音源１３はこのイベントデータに対応する楽音を発音したり消音したりする。楽音トラックは、多数の楽器の楽音を発生するために複数トラック（パート）で構成されており、ガイドメロディトラックは、歌唱旋律をガイドするための単旋律のＭＩＤＩデータで構成されている。

また、マークデータトラックには、カラオケ曲の曲中の種々の区切り点を示すマークデータが書き込まれる。マークデータとしては、序奏と１コーラス目の区切りに書き込まれる１コーラス目マーク、１コーラス目と間奏の区切りに書き込まれる間奏マーク、間奏と２コーラス目の区切りに書き込まれる２コーラス目マーク、２コーラス目とエンディングの区切りに書き込まれるエンディングマークなどがあり、また、各コーラス中のサビの開始・終了点に書き込まれるサビ開始マーク、サビ終了マークなどがある。このマークは上記演奏トラック、ガイドメロディトラックが発生する楽音と同期しており、システムエクスクルーシブメッセージとして記述される。

一方、歌詞トラックのイベントデータは、このカラオケ曲の歌詞テロップをシステムエクスクルーシブデータでインプリメントしたシーケンスデータであり、楽音トラックやガイドメロディトラックとは異なるイベントデータを有している。イベントデータは、ページ区切りデータ、歌詞表示データなどである。

図３は同カラオケ装置の採点モード処理動作における点数積算の方式を説明する図である。採点モード処理動作では、カラオケ曲中の歌唱者が歌唱すべき区間である歌唱区間を１２０のブロックに分割する。歌唱区間は、曲データ中のガイドメロディデータが存在する区間として判断することができる。一般的なカラオケ曲では、歌唱区間が３分程度であり、歌唱区間が３分のカラオケ曲では１ブロックが１．５秒となる。

ボーカルアダプタ１９は、３０ミリ秒（１フレーム）毎に採点モード処理プログラムに対して比較結果データを入力する。採点モード処理プログラムは、この比較結果データを１ブロック分蓄積し、蓄積されたデータに基づいてこのブロックの点数を決定する。１ブロックが１．５秒の場合、１ブロック＝５０フレームである。ボーカルアダプタ１９が出力する比較結果データは、たとえば歌唱音声周波数のリファレンスからの周波数ずれのセント値、該セント値が許容範囲（しきい値）に入っているか否かを判定した２値情報などである。ブロック毎の採点は、周波数ずれが許容範囲に入っているフレームの比率を点数とする方式や周波数ずれが許容範囲に入っているフレームの比率（的中率）がしきい値（たとえば５０パーセント）以上の場合に点数（たとえば＋１）を与え、しきい値未満の場合には０点とする方式などがある。

以下の説明では、説明を簡略化するため後者、すなわち、ブロック内の全フレームのうち歌唱周波数のリファレンスからの周波数ずれが許容範囲に入っているフレームの比率（的中率）が所定のパーセント以上であったブロックは「合格」ブロックとして所定の点数を与え、的中率が上記所定のパーセント未満であったブロックは「不合格」として点数を与えない方式を採用した例について説明する。

図３（Ａ）に示すように、１２０ブロックが全て合格であり、合格の点数として１点を与えると、図３（Ａ）の素点合計の細線に示すように曲が終了したときの満点は１２０点となる。そこで採点モード処理においては、最終的な最高得点が１００点になるように調整している。

曲の序盤（最初の３６ブロック（３０パーセント））では、合格ブロックの的中率のしきい値を５０パーセントととし、合格ブロックに対しては１点、不合格ブロックに対して０点の点数を与えて、これを積算してゆく。

曲の中盤以後では、図３（Ａ）の太線で示すように、曲の進行に応じた各段階における満点を「演奏を終了したブロック数÷１２０×１００」とし、この満点に対するそのときの積算点数の比率に応じて的中率のしきい値や合格時の点数を設定するようにしている。

曲の中盤（３７ブロック目から９６ブロック目までの６０ブロック）では、合格ブロックの的中率のしきい値を５０パーセントとし、合格ブロックに対して同図（Ｂ）に示すような方式で点数を与える。

それまで（直前のブロック）までの積算点数が、上述した（図３（Ａ）の太線で示す）その時点での満点の９０パーセント以上の場合には、０．７点を与える。それまでの積算点数が、その時点での満点の９０パーセント未満・５０パーセント以上の場合には、１．０を与える。それまでの点数が５０パーセント未満の場合には、１．２を与える。

このように、それまでの点数が高得点の場合には与える点数を抑え、それまでの点数が低い場合には与える点数を高くすることにより、歌唱者の巧拙による点数の開きを小さくしてゲーム性・アミューズメント性を高くしてカラオケ歌唱を盛り上げるためである。

さらに曲の終盤（９７ブロック目以後の２４ブロック）では、同図（Ｃ）に示すような方式で点数を与える。終盤の採点においては、各ブロックの合格／不合格の判定基準である的中率のしきい値をそれまでの積算点数に応じて変化させて採点している。すなわち、序盤・中盤では的中率のしきい値を一律に５０パーセントとしていたが、終盤では、それまでの積算点数に応じて４０パーセント、５０パーセント、６０パーセントの３種類の的中率をしきい値として用いている。それまでの積算点数がその時点での満点の９０パーセント以上の場合には、合格のしきい値として６０パーセントを用い、合格の場合には１．０の点数を与える。それまでの積算点数がその時点での満点の９０パーセント未満・５５パーセント以上であった場合には、合格のしきい値として５０パーセントを用い、合格の場合には１．０の点数を与える。それまでの積算点数がその時点での満点の５５パーセント未満３０パーセント以上であった場合には、合格のしきい値として４０パーセントを用い、合格の場合には１．２の点数を与える。それまでの積算点数がその時点での満点の３０パーセント未満であった場合には、合格のしきい値として４０パーセントを用い、合格の場合には１．５の点数を与え、特に、それまでの積算点数がその時点での満点の２０パーセント未満で許容範囲に入ったフレームの比率が６０パーセント以上であった場合には２．０の点数を与える。

このように、終盤の点数をそれまでより高く設定することにより、最後に点数が上昇して歌唱を盛り上げることができる。また、積算点数が低い（２０パーセント未満）場合であっても非常にがんばって歌唱した場合（的中率６０パーセント以上）にはブロック毎に２．０の点数を与えて得点を急上昇させるようにしている。

なお、１２０の歌唱区間が全て合格の場合、中盤の６０ブロックの点数を０．７としても最終的に１０２点（３６＋６０×０．７＋２４）となるが、満点を１００点とし、曲の途中で１００点に到達した場合にはその後の点数の積算を打ち切るようにすればよい。

図４〜図６は同カラオケ装置の動作（特に採点機能）を示すフローチャートである。
図４は採点モード時におけるカラオケ曲演奏動作を示すフローチャートである。カラオケ曲がリクエストされると、まず採点等に用いる各種のレジスタ（メモリエリア）をリセットしたのち（ｓ１）、ＲＡＭ１２に曲データを読み出す（ｓ２）。読み出した曲データのガイドメロディトラックを参照してカラオケ曲中の歌唱区間を割り出す（ｓ３）。この歌唱区間を時間軸に１２０ブロックに分割する（ｓ４）。こののちカラオケ曲の演奏をスタートする（ｓ５）。

曲の演奏がスタートすると、ボーカルアダプタ１９から１フレーム（３０ｍｓ）毎に歌唱周波数とリファレンス周波数の比較結果データが入力されるため、これを蓄積してゆき（ｓ６）、上記歌唱区間を１２０分割した１ブロックが経過するごとに（ｓ７）、当該ブロックの全フレームのうち歌唱周波数がリファレンス周波数から許容範囲内に入ったフレーム数の比率である的中率を算出する（ｓ８）。そしてこの算出した的中率に基づいて点数を決定し、この点数を積算点数に加算する（ｓ９）。更新された積算点数に基づき、モニタ２２の点数表示を更新する（ｓ１０）。モニタ２２への得点表示としては、数字で点数を表示する形態のほか、棒グラフで点数を表示する形態などを採用することができる。

表示の更新ののち点数が１００点になったかを判断し（ｓ１１）、１００点に到達した場合にはこれ以上の点数の積算は行わず、曲が終了するまで待機する。また、歌唱区間が全て終了した場合にも上記処理を終了して曲が終了するまで待機する。点数が１００点に満たず歌唱区間が終了していない場合には、ｓ６にもどって採点動作を継続する。

図５、図６は、上記ｓ８のポイント積算動作を説明する図である。まず、ｓ２０で曲（歌唱区間）の進行度を判断する。現在の歌唱区間が最初の３６ブロックまでの範囲（序盤）である場合には、そのブロックにおける的中率が５０パーセント（しきい値）以上であるかを判断し（ｓ２１）、的中率が５０パーセント以上であれば合格ブロックであるとして積算点数レジスタに１を加算する（ｓ２２）。

また、現在の歌唱区間が、中盤（３７ブロック目〜９６ブロック目）である場合には、まずそのブロックにおける的中率がしきい値の５０パーセント以上であるかを判断する（ｓ２３）。的中率がしきい値以上である場合には、それまでの積算点数がその時点の満点に対して何パーセントであるかを判断し（ｓ２４）、９０パーセント以上であれば積算点数に＋０．７を加算し（ｓ２５）、９０パーセント未満５０パーセント以上であれば積算点数に＋１を加算し（ｓ２６）、５０パーセント未満であれば積算点数に＋１．２を加算する（ｓ２７）。

また、そのときの歌唱区間が、終盤（９７ブロック目以後の最後の２４ブロック）である場合には、それまでの積算点数がその時点の満点に対して何パーセントであるかを判断する（ｓ３０）。９０パーセント以上の場合には的中率のしきい値を６０パーセントに設定し（ｓ３１）、的中率がこのしきい値以上であった場合には積算点数に＋１を加算する（ｓ３７）。積算点数がその時点の満点に対して９０パーセント未満５５パーセント以上の場合には、的中率のしきい値を５０パーセントに設定し（ｓ３２）、的中率がこのしきい値以上であった場合には積算点数に＋１を加算する（ｓ３７）。

積算点数がその時点の満点に対して５５パーセント未満３０パーセント以上の場合には、的中率のしきい値を４０パーセントに設定し（ｓ３３）、的中率がこのしきい値以上であった場合には積算点数に＋１．２を加算する（ｓ３８）。積算点数が３０パーセント未満２０パーセント以上の場合には、的中率のしきい値を４０パーセントに設定し（ｓ３４）、的中率がこのしきい値以上であった場合には積算点数に＋１．５を加算する（ｓ３９）。

積算点数のその時点の満点に対して２０パーセント未満の場合には、的中率のしきい値として６０パーセントおよび４０パーセントの２種類設定する（ｓ３５，ｓ３６）。そして的中率が６０パーセント以上であった場合には点数として＋２を与えこれを積算点数に加算する（ｓ４０）。また、的中率が４０パーセント以上であった場合には積算点数に＋１．５を加算する（ｓ４１）。

なお、上記の曲の序盤・中盤・終盤の時間区分、各時間区分における積算点数の点数区分および各点数区分における点数の設定は上記の例に限定されない。曲の種類や歌唱者の熟練度などに応じて種々設定変更するようにしてもよい。また、採点対象は周波数（ピッチ）のみならず、リズムや音量について行ってもよい。

この発明の実施形態であるカラオケ装置のブロック図 同カラオケ装置で用いられる曲データの構成を示す図 同カラオケ装置の採点機能における点数積算の方式を説明する図 同カラオケ装置の採点処理動作を示すフローチャート 同カラオケ装置の採点処理動作を示すフローチャート 同カラオケ装置の採点処理動作を示すフローチャート

符号の説明

１０…ＣＰＵ、１１…ハードディスク、１２…ＲＡＭ、１３…音源、１４…ミキサ、１５…サウンドシステム、１６…スピーカ、１７…マイク、１８…Ａ／Ｄコンバータ、１９…ボーカルアダプタ、２０…ＭＰＥＧデコーダ、２１…合成回路、２２…モニタ、２３…操作部

Claims (2)

1. カラオケ曲を演奏する演奏手段と、
   歌唱音声を入力する歌唱音声入力手段と、
   カラオケ曲の歌唱区間を複数のブロックに時分割し、ブロック毎に前記歌唱音声を採点して採点結果を積算してゆく採点手段と、
   前記採点手段の積算値を表示し、採点手段による積算値の更新に合わせて表示を更新する点数表示手段と、
   を備え、
   前記採点手段は、各ブロックの合格／不合格の判定基準であるしきい値を設定し、そのブロックが合格である場合に点数を与え、
   カラオケ曲の進行およびその時点での積算点数に応じて、前記しきい値を変更するカラオケ装置。
2. 前記採点手段は、全歌唱区間の積算値の最高得点が満点を超えるように設定し、前記積算値が満点に達した場合に、その後の積算を打ち切る請求項１に記載のカラオケ装置。

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