JP4201791B2 - 携帯電話内蔵形音声変換システム - Google Patents

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本発明は、携帯電話などの通信携帯端末に音声変換エフェクタ,生楽器の音を変換するエフェクタを搭載しギターやマイクなどの音声入力装置を接続し、入力された音をリアルタイムで変化を与えて外部接続されたスピーカやヘッドフォンから出力する携帯電話内蔵形音声変換システムに関する。
携帯可能なカラオケ装置として携帯電話機を用いたカラオケシステムが実用に供されている。このカラオケシステムは電話機の液晶画面に背景画像および歌詞テロップ文字を表示させ、このテロップ文字を色変換させることにより唄う歌詞位置を明示し、電話機のマイクを用いて歌声を入力することにより、楽曲に合わた音声をヘッドフォンやスピーカで再生するものである。このシステムは、ケーブルを介して外部マイク,外部スピーカ,外部モニタなどの音声入出力装置を接続するものである。例えば、ユーザが外部マイクを持って唄い、また、出力について外部モニタ画面に表示させたり、外部スピーカで迫力あるカラオケ出力を聞いたりすることができる。
しかし、マイクにエコーを付加する機能を有しているものの、エコー以外入力した音声をそのまま演奏曲とともに出力するため、カラオケの出力を自らが希望する効果をかけた音声出力にしたり、より迫力のある出力に変換したりすることができないという不満があった。
さらに、サーバ装置から音声変換に関するデータをダウンロードするサービス機能を備えていないため、その動作の設定作業は個別にそれぞれユーザ自らが行なわなければならず操作が煩雑であるという欠点があった。
この他に携帯可能なカラオケ装置として特許文献1が提案されている。このシステムは、携帯カラオケ装置を据置型カラオケ装置に接続して用いるもので、携帯カラオケ装置には小型で高音質のカラオケ曲をMP3などで圧縮して記憶させてある。これにより小型で高音質のカラオケ演奏ができるという目的を達成している。
しかしながら、この携帯カラオケ装置は据置型カラオケ装置のあるところまで、持って行かなければ、高音質でカラオケ演奏ができないものであり、演奏できる場所が限定されてしまい、携帯の意味が薄れる。
また、携帯カラオケ装置はヘッドホンステレオに似た形状をしており、本体のジャックに接続されたヘッドホンと首掛マイクを用いてカラオケを歌唱をすることができるが、この場合の音声入力に対する効果はマイクにエコーを付加する機能のみであり、上記と同様、カラオケ出力を自らの希望に沿って加工したり、より迫力のある出力に変換したりすることができない。加えて、通信機能を備えていないため、その動作の設定作業は操作が煩雑であるという欠点があった。
特開2000−338984号公報 特開2003−122352号公報
ところで、着信音に効果を与えるものとして着信音メロディに効果を与えるエフェクタ搭載端末装置が提案されている(特許文献2)。これは、携帯電話機にエフェクタ回路を搭載しているが、効果を与えるものは着信音であり、カラオケ演奏や生楽器演奏ための回路および演奏に効果を与える回路は搭載されていない。また、外部マイクや外部スピーカを接続してカラオケ演奏や生楽器演奏を行うシステム構成でもない。
本発明の目的は、上記状況に鑑み、音声変換機能,生楽器信号変換機能を有した携帯電話に、エレキギターなどの生楽器やマイクなどの音声入力装置を接続し、入力された音に対して、リアルタイムに変化を加えて出力することにより、カラオケ演奏および生楽器演奏に効果をかけて出力することができ、かつ、効果をかける音声変換アルゴリズムおよび生楽器信号変換アルゴリズムや特定(有名)アーチスト,各音楽ジャンル毎もしくはボイスチェンジャの設定データなどをサーバ装置からダウンロード可能にすることにより、効果をかけて出力するカラオケ演奏および生楽器演奏の動作設定を容易にした携帯電話内蔵形音声変換システムを提供することにある。
前記目的を達成するために本発明の請求項1は、カラオケ用の楽曲データ,ボーカル変換アルゴリズムまたは特定アーチスト,音楽ジャンル毎もしくはボイスチェンジャのデータを有するサーバ装置と、マイク入力端子と、映像信号を出力する映像出力端子,オーディオ信号を出力するオーディオ出力端子またはヘッドフォン端子を有し、前記サーバ装置とネットワークを介して通信可能な通信携帯端末と、前記マイク入力端子に接続されるマイクまたは前記通信携帯端末の内蔵マイクと、前記映像出力端子に接続されるモニタまたは前記通信携帯端末の表示画面と、前記ヘッドフォン端子に接続されるヘッドフォンまたはオーディオ出力端子に接続されるスピーカとからなり、前記通信携帯端末は、前記サーバ装置の各データをダウンロードするためのデータ送受信手段と、前記マイク端子に接続されたマイクまたは前記内蔵マイクからの音声信号をA/D変換するA/D変換部と、前記データ送受信手段により前記サーバ装置からダウンロードされるかまたは既記憶されている楽曲データと前記データ送受信手段により前記サーバ装置からダウンロードされるかまたは既記憶されているボーカル変換アルゴリズムと、前記A/D変換部からのディジタル音声信号に前記ボーカル変換アルゴリズムによってエフェクトを与えるエフェクト信号生成部と、前記エフェクト信号生成部で生成されたエフェクト信号をD/A変換するD/A変換部と、前記楽曲を前記オーディオ出力端子に接続されたヘッドフォンまたはスピーカから出力するとともに楽曲対応の背景画および歌詞テロップの映像信号を携帯電話機の表示画面または前記モニタに表示し、前記エフェクトを与えた音声信号を前記ヘッドフォンまたはスピーカから出力させる制御部とを備え、前記ボーカル変換アルゴリズムは、入力された音声に対し、ピッチエフェクタ処理,重畳処理,音響バランスを均一に保つコンプレッサ処理,イコライザ処理または音質を変化させる処理を含むことを特徴とする。
本発明の請求項2は、各生楽器信号変換アルゴリズムを有するサーバ装置と、生楽器から出力される音楽電気信号を入力する音楽電気信号端子を有し、さらにオーディオ信号を出力するオーディオ出力端子またはヘッドフォン端子を有し、前記サーバ装置とネットワークを介して通信可能な通信携帯端末と、前記音楽電気信号端子に接続される生楽器と、前記ヘッドフォン端子に接続されるヘッドフォンまたはオーディオ出力端子に接続されるスピーカとからなり、前記通信携帯端末は、前記サーバ装置の各データをダウンロードするためのデータ送受信機能手段と、前記音楽電気信号端子に接続された生楽器からの音楽電気信号を信号をA/D変換するA/D変換部と、前記データ送受信機能手段により前記サーバ装置からダウンロードされるかまたは既記憶されている生楽器信号変換アルゴリズムと、前記A/D変換部からのディジタル音楽信号に前記生楽器信号変換アルゴリズムによってエフェクトを与えるエフェクト信号生成部と、前記エフェクト信号生成部で生成されたエフェクト音楽信号をD/A変換するD/A変換部と、前記D/A変換部からのアナログエフェクト音楽信号を前記ヘッドフォンまたはスピーカから出力させる制御部とを備え、前記生楽器信号変換アルゴリズムは、エレキギターの出力信号の出力レベルを増大させる処理またはディストーションを与える処理を含むことを特徴とする。
本発明の請求項3は、請求項1記載の発明において前記通信携帯端末は、マイクから入力してエフェクトをかけられた音声データを蓄積する機能を有し、該音声蓄積データを他の通信携帯端末との間で送受信可能であり、前記特定アーチストの設定データ,音楽ジャンル毎の設定データまたはボイスチェンジャの設定データも他の通信携帯端末との間で送受信可能であることを特徴とする。
本発明は上記構成によって以下のことが可能である。
・サーバ装置から本機能の動作設定を行う為のデータダウンロードサービスを実施することができる。
・携帯電話機の使用者同士で本機能の設定内容を送受信することができる。
・変換した音声を、携帯電話内に蓄積して、必要なときに再生することができる。
・変換蓄積した音声を他人と送受信をすることができる。多数の利用者に向けて広く公開することができる。
・携帯電話に内蔵することによりコストを下げることがが可能になるので、ユーザに対して安価に本機能を提供できる。
・カラオケ演奏や生楽器演奏のための操作に携帯電話に装備されている各種操作ボタンを利用することができる。
・カラオケ演奏の背景画面および歌詞テロップ表示に携帯電話に装備されている液晶画面を利用できる。
上記構成によれば、携帯電話でカラオケ演奏や生楽器演奏に希望する効果をかけて必要に応じた形態(外部スピーカ接続であれば迫力ある出力,TVモニタであれば、大画面で背景画およびテロップ表示など)で出力できる、小形で携帯性の良好な携帯電話内蔵形音声変換システムを実現することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図1は、本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムを説明するための概略図である。
本システムは、携帯電話機1a,1b・・・と、携帯電話機1a,1b・・・のマイク入力端子に接続されるマイク3,生楽器接続端子に接続されるエレキギター6などの生楽器,ヘッドフォン端子に接続されるヘッドフォン4,モニタ端子に接続されるテレビ5などの外部接続入出力装置と、ネットワータ30と、コンテンツサーバ装置31とから構成される。コンテンツサーバ装置31にはメモリ部33に多数の楽曲データ,有名アーチストの設定データ,音楽ジャンル毎の設定データ,ボイスチェンジャの設定データが格納されている。携帯電話機1a,1b・・・は、ネットワーク30,通信部34を介してコンテンツサーバ装置31にアクセスすることができ、コンテンツサーバ装置31のメモリ部33内のデータをダウンロードすることができ、カラオケ演奏の音声変換アルゴリズムや生楽器演奏時の楽器信号変換アルゴリズムの他、設定データに基づく変換を行うことができる。
図2は本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムで用いられる携帯電話機の回路の実施の形態を示すブロック図である。
アンテナ10からの受信信号は送受分離器11で受信部12に入力されて復調され、復調信号はデータ処理部14に送られる。データ処理部14では、デコード処理され,多重信号がチャネル分離され、サウンド処理部15で音声圧縮データがデコードされた後、アナログ信号に変換されてスピーカ16より出力される。マイク17に入力した音声はサウンド処理部15でディジタル信号に変換された後、音声圧縮され、データ処理部14でチャネル多重化されコード化処理され、送信部13で変調され、送受分離器11を介してアンテナ10より送信される。
着呼,発信の際、CPU18の電話制御機能部18aがキー入力部22の操作に従って上記各回路部を制御することより通話が可能となる。また、ネットワーク上のコンテンツサーバ装置31などにアクセスし、データ送受信機能部18bによりデータを送信したり、コンテンツサーバ装置31の設定データを受信したりすることができる。
マイク端子24a,スピーカ端子24bおよび生楽器接続端子24cを収容するインタフェース部24はサウンド処理部15に接続されている。また、テレビ出力端子21aを有する画像変換部21はCPU18に接続されている。画像変換部21は、CPU18からの画像データを所定方式(テレビ表示のビデオ信号)に変換する回路である。
DSP20はCPU18の指示に基づき、入力する音声信号や楽器信号に効果を与える回路である。効果内容は、例えば、ボーカルに関しては入力された音声に対し、音声信号のピッチを変えるピッチエフェクタ処理,ピッチ変更させられた複数の音声信号を重ねる重畳処理,音響バランスを均一に保つためのコンプレッサ処理,ある周波数帯のレベルを強調するイコライザ処理または音質を変化させる処理などを行うものである。この処理により大勢で唄っているようにハモらせたり、リバーブしたり、特定の音を強調したりするなどの効果を得ることかできる。
また、楽器信号に対しては例えばエレキギターの出力信号の出力レベルを増大させる処理やディストーションを与える処理などである。
音源25はCPU18の指示に基づき、楽器信号の元となる各周波数の音を出力する回路である。メモリ部19にはギター用変換アルゴリズム19aおよびボーカル用変換アルゴリズム19bに加え、さらにコンテンツサーバ装置からダウンロードした楽曲データ19cが格納されている。ギター用変換アルゴリズム19aおよびボーカル用変換アルゴリズム19bはこの携帯電話機にメモリ部19に格納されているものであるが、当初からメモリ部19に格納させず、コンテンツサーバ装置に用意し、ダウンロードすることも可能である。キー入力部22には接続した外部マイクや生楽器からの信号の入力レベルを調整するためのボリューム操作部22aが設けられている。
CPU18は携帯電話機能,ネットワークアクセス機能,データ送受信機能などの他にカラオケ・生楽器演奏制御部18cおよび効果制御部18dを有しており、該カラオケ・生楽器演奏制御部18cおよび効果制御部18dの制御の下、本発明システムを実行することができる。
カラオケ・生楽器演奏制御部18cは、選曲された楽曲に対しカラオケ開始が指示されると、楽曲データを読み込み、楽曲データに基づき音源25に指示を出してディジタル楽音信号を形成させ、該ディジタル楽音信号はサウンド処理部15でアナログ楽音信号に変換されスピーカ端子に接続されたスピーカより楽音が出力される。同時に液晶表示部23(テレビ出力端子21aにテレビが接続されていれば、優先的にテレビ画面)に楽曲対応の背景画およびその歌詞テロップを表示させ、楽音演奏部分に対応する歌詞テロップの色を変化させ、ユーザが唄うべき歌詞部分を明示する。
ユーザがマイク端子24aに接続されたマイクに向かって唄うと、入力されたアナログ音声信号はサウンド処理部15でディジタル音声信号に変換される。効果制御部18dは、ボーカル変換アルゴリズムに従ってDSP20に指示を出し、DSP20はこの指示に従いサウンド処理部から入力されるディジタル音声信号に効果を付加する処理を行う。効果を付与されたディジタル音声信号はサウンド処理部15でアナログ音声信号に変換されスピーカ端子に接続されたスピーカより楽音とともに出力される。
カラオケ・生楽器演奏制御部18cはギターが生楽器接続端子に接続されて演奏される場合には以下のように制御する。
ギター演奏によりギター音楽信号はサウンド処理部15でディジタル音楽信号に変換される。効果制御部18dは、ギター用変換アルゴリズムに従ってDSP20に指示を出し、DSP20はこの指示に従いサウンド処理部15から入力されるディジタル音楽信号に効果を付加する処理を行う。効果を付与されたディジタル音楽信号はサウンド処理部15でアナログ音楽信号に変換されスピーカ端子に接続されたスピーカより出力される。
図3は、本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムで用いられるコンテンツサーバ装置の回路の実施の形態を示すブロック図である。
メモリ部33にはサーバ装置全体の制御を司る制御プログラム33aと、多数の楽曲を格納する楽曲データ格納部33bと、有名なアーチストが作成した楽曲を設定するデータ,音楽ジャンル毎の設定データ,男性の声を女性の声に変換するなどのボイスチェンジャなどの面白設定データ格納領域33cとを備えている。
CPU35の楽曲配信部35aは携帯電話機1a,1b・・・からアクセスされ、楽曲データの配信が要求されると、多数の楽曲が書き込まれた楽曲リストを通信部34を介して送信する。携帯電話機1a,1b・・・で液晶表示部23に表示される楽曲リストに従って楽曲を選択すると、楽曲配信部35aは通信部34を介して選択された楽曲を携帯電話機1a,1b・・・に送信する。データ格納領域33cの各設定データの送信が要求された場合は各設定データ配信部35bが、選択された設定データを携帯電話機1a,1b・・・に送信する。
図4は、本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムの第1の実施の形態を示す概略図で、カラオケ演奏を行っている場合を示している。
携帯電話機1に音声入力装置としてマイク3が接続され、音声出力装置としてヘッドフォン4またはテレビ5が接続されている。ヘッドフォン4が接続される場合には、画面は携帯電話機1の液晶表示部が用いられる。テレビ5が接続される場合には、画面はテレビであり、音声はテレビに内蔵されているスピーカが用いられる。
ユーザ2がコンテンツサーバ装置からカラオケの楽曲データの1つを選択して携帯電話機1のメモリ部に格納し、キー入力部の操作により演奏を開始すると、テレビが接続されている場合にはテレビ画面に楽曲に対応する背景画が表示されるとともに歌詞テロップが表示される。
演奏に応じ歌詞テロップの文字が色変化し、これに沿ってユーザ2が唄うと、マイク入力された音声は音声変換アルゴリズムに従って効果が付与されテレビ5に内蔵されているスピーカから楽曲とともに出力される。スピーカにはアンプが内蔵され、出力の音量はスピーカに付設されたボリュームにより調整することができる。
図8Aに入力音声に対する効果の1例を示す。波形Aで示すような音声入力があると、DSP20によって波形Aは波形Bに示すようにピッチがずらされ、波形AおよびBを重ねる処理をすることにより、多人数でハモっているかのような音声効果を出力することができる。
図5は、本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムの第2の実施の形態を示す概略図で、生楽器としてエレキギターの出力にエフェクトをかけた場合を示している。
生楽器接続端子にエレキギターのコードが接続され、出力装置としてヘッドフォン4またはスピーカ8が接続されている。
ユーザ2がキー入力部の操作によりエレキギターの演奏を開始すると、エレキギターの音楽信号はギター変換アルゴリズムに従って効果が付与され、ヘッドフォン4またはスピーカ8から出力される。エレキギターの出力はスピーカに付設されたボリュームにより調整することができる。
図8Bにエレキギターの音楽信号に対する効果の1例を示す。この例は説明の容易化のため音楽信号を単純化しサイン波に準ずる波形で示している。波形Cで示すような音楽信号の入力があると、DSP20は波形Cを波形Dに示すように音出力レベルを増大させディストーションのある波形に変形する。これにより音楽信号がひずみ、通常とは異なる効果音で演奏される。
図6は、コンテンツサーバ装置から有名アーチストなどの設定データをダウンロードし、該設定データを変換アルゴリズムとして用いるものである。
コンテンツサーバ装置から多くの携帯電話機のユーザに対し広く上記設定データを配信することができる。
図7は、他の携帯電話機とネットワークを介して設定データ,音声蓄積データの送受信を行う例を示している。
自らの携帯電話機に、通常の入力音声や効果が付加された音声をメモリ部に蓄積でき、この蓄積データをネットワークを介して他の携帯電話機に送信することができる。コンテンツサーバ装置からダウンロードした設定データも他の携帯電話機に送信することができる。
携帯電話などの通信携帯端末に音声変換エフェクタ,生楽器の音を変換するエフェクタを搭載し、カラオケ演奏や生楽器演奏の出力に効果を与えて出力できる携帯電話内蔵形音声変換システムである。
本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムを説明するための概略図である。 本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムで用いられる携帯電話機の回路の実施の形態を示すブロック図である。 本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムで用いられるコンテンツサーバ装置の回路の実施の形態を示すブロック図である。 本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムの第1の実施の形態を示す概略図で、カラオケ演奏を行っている状態を示している。 本発明による携帯電話内蔵形音声変換システムの第2の実施の形態を示す概略図で、エレキギターの出力にエフェクトをかけて出力している状態を示している。 コンテンツサーバ装置から有名アーチストなどの設定データをダウンロードし、該設定データを変換アルゴリズムとして用いる例を説明するための図である。 他の携帯電話機とネットワークを介して設定データ,音声蓄積データの送受信を行う例を説明するための図である。 音声信号波形のピッチをずらし、このピッチをずらした信号と元の信号とを重ね合わせて出力する効果の例を説明するための波形図である。 エレキギターの信号波形レベルを飽和させて信号に歪みを与える効果の例を説明するための波形図である。
符号の説明
1 携帯電話機
2 ユーザ
3,17 マイク
4 ヘッドホォン
5 テレビ
6 エレキギター
7 ケーブル
8,16 スピーカ
10 アンテナ
11 送受信分離器
12 受信部
13 送信部
14 データ処理部
15 サウンド処理部
18 CPU
19 メモリ部
20 DSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)
21 画像変換部
22 キー入力部
23 液晶表示部
24 インタフェース部

Claims (3)

  1. カラオケ用の楽曲データ,ボーカル変換アルゴリズムまたは特定アーチスト,音楽ジャンル毎もしくはボイスチェンジャのデータを有するサーバ装置と、
    マイク入力端子と、映像信号を出力する映像出力端子,オーディオ信号を出力するオーディオ出力端子またはヘッドフォン端子を有し、前記サーバ装置とネットワークを介して通信可能な通信携帯端末と、
    前記マイク入力端子に接続されるマイクまたは前記通信携帯端末の内蔵マイクと、
    前記映像出力端子に接続されるモニタまたは前記通信携帯端末の表示画面と、
    前記ヘッドフォン端子に接続されるヘッドフォンまたはオーディオ出力端子に接続されるスピーカとからなり、
    前記通信携帯端末は、
    前記サーバ装置の各データをダウンロードするためのデータ送受信手段と、
    前記マイク端子に接続されたマイクまたは前記内蔵マイクからの音声信号をA/D変換するA/D変換部と、
    前記データ送受信手段により前記サーバ装置からダウンロードされるかまたは既記憶されている楽曲データと
    前記データ送受信手段により前記サーバ装置からダウンロードされるかまたは既記憶されているボーカル変換アルゴリズムと、
    前記A/D変換部からのディジタル音声信号に前記ボーカル変換アルゴリズムによってエフェクトを与えるエフェクト信号生成部と、
    前記エフェクト信号生成部で生成されたエフェクト信号をD/A変換するD/A変換部と、
    前記楽曲を前記オーディオ出力端子に接続されたヘッドフォンまたはスピーカから出力するとともに楽曲対応の背景画および歌詞テロップの映像信号を携帯電話機の表示画面または前記モニタに表示し、前記エフェクトを与えた音声信号を前記ヘッドフォンまたはスピーカから出力させる制御部とを備え、
    前記ボーカル変換アルゴリズムは、入力された音声に対し、ピッチエフェクタ処理,重畳処理,音響バランスを均一に保つコンプレッサ処理,イコライザ処理または音質を変化させる処理を含むことを特徴とする携帯電話内蔵形音声変換システム。
  2. 各生楽器信号変換アルゴリズムを有するサーバ装置と、
    生楽器から出力される音楽電気信号を入力する音楽電気信号端子を有し、さらにオーディオ信号を出力するオーディオ出力端子またはヘッドフォン端子を有し、前記サーバ装置とネットワークを介して通信可能な通信携帯端末と、
    前記音楽電気信号端子に接続される生楽器と、
    前記ヘッドフォン端子に接続されるヘッドフォンまたはオーディオ出力端子に接続されるスピーカとからなり、
    前記通信携帯端末は、
    前記サーバ装置の各データをダウンロードするためのデータ送受信機能手段と、
    前記音楽電気信号端子に接続された生楽器からの音楽電気信号を信号をA/D変換するA/D変換部と、
    前記データ送受信機能手段により前記サーバ装置からダウンロードされるかまたは既記憶されている生楽器信号変換アルゴリズムと、
    前記A/D変換部からのディジタル音楽信号に前記生楽器信号変換アルゴリズムによってエフェクトを与えるエフェクト信号生成部と、
    前記エフェクト信号生成部で生成されたエフェクト音楽信号をD/A変換するD/A変換部と、
    前記D/A変換部からのアナログエフェクト音楽信号を前記ヘッドフォンまたはスピーカから出力させる制御部とを備え、
    前記生楽器信号変換アルゴリズムは、エレキギターの出力信号の出力レベルを増大させる処理またはディストーションを与える処理を含むことを特徴とする携帯電話内蔵形音声変換システム。
  3. 前記通信携帯端末は、マイクから入力してエフェクトをかけられた音声データを蓄積する機能を有し、該音声蓄積データを他の通信携帯端末との間で送受信可能であり、
    前記特定アーチストの設定データ,音楽ジャンル毎の設定データまたはボイスチェンジャの設定データも他の通信携帯端末との間で送受信可能であることを特徴とする請求項1記載の携帯電話内蔵形音声変換システム。
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