JP4263070B2 - カラオケ歌唱力採点システム - Google Patents

Description

本発明は、カラオケ歌唱力採点システムに関するものであり、特に、カラオケ歌唱力の採点を容易に行えるようにすると共に、採点に供するためのカラオケ歌唱録音データを容易に転送できるようにしたカラオケ歌唱力採点システムに関するものである。

従来、カラオケ装置に付加されてカラオケ歌唱者の歌唱力の採点を行うカラオケ採点装置が良く知られており、該カラオケ採点装置は、例えば、マイクロフォンから入力された歌唱者の音声信号をサンプリングすることで歌唱者が歌唱した音程を抽出し、この音程とカラオケデータ中の主旋律に該当する基準の音程とを比較し、適宜な採点区間毎にその比較結果に応じた得点を付与し、歌唱パートが終了するとその得点を集計して総合得点を算出し、総合得点はスコアボードやディスプレイに表示するように構成されている。

更に、前記カラオケ採点装置と同様なカラオケ採点装置又はカラオケ採点方法が種々知られており、例えば、特許文献１には、音声多重信号、モノラル信号、ステレオ信号等、基準の音声信号の種類に関わらず歌唱者の音声信号の評価が可能な音程評価装置及びカラオケ採点装置が記載されており、該特許文献１には複数人で歌唱力の優劣を比較できるカラオケ採点装置も記載されている。

又、特許文献２には、アドリブによる歌唱や異なるバージョンによる歌唱にも対応して適正な採点結果を得ることができる歌唱採点方式が記載されている。
特開平０８−２８６６８４号公報 特開平１１−２４９６７４号公報

全国規模で有能なカラオケシンガーを発掘してプロデビューのチャンスを提供しようとする場合、上記カラオケ採点装置又は歌唱採点方式のように、歌唱者の歌声と基準となる旋律とを自動的に比較する採点方式では、折角の逸材も見落しかねない。そこで、カラオケ演奏とともに歌唱した歌声を録音し、プロの先生に聴かせて審査してもらう方式が望まれる。ただし、全国からの大量の応募者からある程度絞り込むために一次審査だけは自動処理すべきである。その場合、審査センタには歌唱者の歌声と、伴奏音楽とを別々に再生処理するための装置が必要となり、又、伴奏音楽から歌唱者の歌声と比較するための基準旋律を抽出するシステムは比較的複雑である。

又、カラオケの採点・審査がカラオケ装置から離間した場所に於て行われる場合は、データの転送の問題が発生するが、その場合は、転送データ量を少なくして転送が容易に行われることが望まれる。

そこで、カラオケ歌唱力の採点を容易に行えるようにすると共に、カラオケ歌唱データを容易に転送できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、カラオケ演奏に合わせてカラオケ歌唱を行うカラオケ歌唱者のマイク入力音声信号とカラオケ演奏のステレオ伴奏信号とがミックスされたステレオ音声信号をモノラル音声信号に変換するモノラル信号変換手段と、該モノラル音声信号を周波数スペクトル分析するスペクトル分析手段と、スペクトル分析した音データから不協和音の発生を検知する不協和音検知手段と、該不協和音の発生に基づきカラオケ歌唱者の歌唱力を判定する歌唱力判定手段とを備えたカラオケ歌唱力採点システムを提供するものである。

この請求項１記載の発明によると、マイク入力音声信号とカラオケ演奏のステレオ伴奏信号とがミックスされたステレオ音声信号をモノラル変換し、これを周波数スペクトル分析して、これを周波数スペクトル分析して、不協和音の発生を検知し、不協和音の発生に基づきカラオケ歌唱者の歌唱力を判定すればよいため、極めて容易に歌唱力の判定をすることができる。

本発明の請求項１記載の発明は、カラオケ演奏に合わせてカラオケ歌唱を行うカラオケ歌唱者のマイク入力音声信号とカラオケ演奏のステレオ伴奏信号とがミックスされたステレオ音声信号をモノラル音声信号に変換するモノラル信号変換手段と、該モノラル音声信号を周波数スペクトル分析するスペクトル分析手段と、スペクトル分析した音データから不協和音の発生を検知する不協和音検知手段と、該不協和音の発生に基づきカラオケ歌唱者の歌唱力を判定する歌唱力判定手段とを備えたカラオケ歌唱力採点システムであるので、検出されたマイクの入力時間に基づきモノラル信号を周波数スペクトル分析して、不協和音の発生を検知し、不協和音の発生に基づきカラオケ歌唱者の歌唱力を判定すればよいため、極めて容易且つ迅速に、そして適正な歌唱力の判定をすることができる。又、モノラル信号にすることにより転送データ量を少なくすることができると共に、カラオケ歌唱力採点システムを簡素化できる。

カラオケ歌唱力の採点を容易に行えるようにすると共に、カラオケ歌唱データを容易に転送できるようにするという目的を、カラオケ歌唱者の歌唱信号とカラオケ演奏の伴奏信号とがミックスされたミックス信号をモノラル信号に変換すると共に圧縮して転送し、該モノラル信号を周波数スペクトル分析して不協和音の発生を検知し、該不協和音の発生に基づきカラオケ歌唱者の歌唱力を判定するように構成することにより実現した。

図に於て、１はカラオケボックスなどに設置される据置型のカラオケ装置であり、該カラオケ装置１はカラオケの伴奏となる楽音を生成する楽音生成部２と、カラオケ歌唱者の歌唱音を信号に変換する歌唱信号生成部３と、音声を出力する音声出力部４と、カラオケ歌唱力採点用データ作成部５とから構成される。

そして、前記楽音生成部２はカラオケ曲を演奏するための楽曲データを複数記憶した楽曲データメモリ６と、リクエストされた楽曲データの読み出しを行うシーケンサ７と、楽曲データに基づいてオーケストラやバンドのカラオケ演奏音を合成する楽音合成部８と、カラオケ演奏音に対してホール残響などのエフェクトを付与するエフェクタ９と、デジタルのカラオケ演奏音をアナログの楽音に変換するＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）１０とから構成される。なお、楽音合成部８と、エフェクタ９と、ＤＡＣ１０は右チャンネルと左チャンネルの２系統によるステレオの構成になっている。

前記楽曲データメモリ６に記憶される楽曲データは、複数のトラックからなり、オーケストラやバンドなどの複数パートの楽音を同時に発生するためのデータからなっている。又、楽曲データには前記演奏トラック以外に、ガイドメロディトラック、歌詞トラック、エフェクト制御トラック等を含んでおり、又、ヘッダには曲名情報や曲番号情報等が書き込まれている。

又、前記歌唱信号生成部３は歌唱音声を入力するマイク１１と、該歌唱音声にエコー等のエフェクトを付与するエフェクタ１２とから構成される。

更に、前記音声出力部４は、歌唱音声信号と前記カラオケ演奏音とをミキシングするためのミキサ１３と、音を増幅するアンプ１４と、スピーカ１５とから構成される。なお、ステレオで出力されるカラオケ演奏音とモノラルで出力される歌唱音声信号とをミックスし、ステレオで出力するミキサ１３の詳細を図４に示す。従って、アンプ１４と、スピーカ１５についてもステレオで構成されている。

更に、前記カラオケ歌唱力採点用データ作成部５は前記ミキサ１３のステレオ出力信号をモノラル音声信号に変換するモノラル信号変換手段１６を備えており、図５（ａ，ｂ）にその詳細を示す。図５(a)のように左右のチャンネルの音声信号をミックスしてモノラル音声信号に変換するようにしている。

なお、図５（ｂ）のように左右のチャンネルのどちらか一方を選択的に出力するようにしてもよい。すなわち、不協和音が含まれる余地のないカラオケ演奏音の方は参考程度でよいので片チャンネルだけで十分代用できる。

更に又、前記カラオケ歌唱力採点用データ作成部５は前記マイク１１の入力信号の有無を検出し、マイク入力があった時間的区間を検出するマイク信号検出手段１７と、前記ガイドメロディトラックの情報などから検出できる模範歌唱区間、すなわち歌唱者が歌唱すべき時間的区間を検出する模範歌唱区間検出手段１７ａと、歌唱者に付与されるＩＤ番号を入力するためのＩＤ番号入力手段１８と、歌唱者の顔写真を作成する歌唱者顔写真作成手段１９と、前記モノラル信号変換手段１６、マイク信号検出手段１７、ＩＤ番号入力手段１８及び歌唱者顔写真作成手段１９の出力信号を組み合わせて送信データとして作成する送信データ作成手段２０と、公衆回線、インターネット回線又は専用回線等と接続するための通信手段である送受信手段２１とから構成される。尚、前記送信データ作成手段２０はデータをＭＰ３データに圧縮するデータ圧縮手段２０ａを備えている。なお、送信データは、ストリーミング方式でリアルタイム送信してもよいし、ファイル形式に記録した録音ファイルとして送信してもよい。

而して、利用者がリクエスト曲を前記シーケンサ７に入力すると、該シーケンサ７はリクエストされた楽曲データを前記楽曲データメモリ６から順次読み出して前記楽音合成部８に入力する。これと並行してシーケンサ７はガイドメロディトラックの楽曲データを模範歌唱区間検出手段１７ａにも送出する。

該楽音合成部８は入力された楽曲データに基づいてオーケストラやバンドのカラオケ演奏音をステレオ形式で合成する。合成されたステレオカラオケ演奏音は前記エフェクタ９に入力され、該エフェクタ９は入力されたカラオケ演奏音に対してホール残響などのエフェクトを付与する。そして、以上の処理はすべてデジタルで行われ、エフェクトを付与されたデジタルのカラオケ演奏音が前記ＤＡＣ１０でアナログの楽音に変換される。アナログ信号に変換されたカラオケ演奏音は前記ミキサ１３、アンプ１４を介して前記スピーカ１５から出力される。

又、カラオケ歌唱者の音声は前記マイク１１に入力され、前記エフェクタ１２によってエコー等の効果音を付与されたのち、前記ミキサ１３に入力され、該ミキサ１３で前記カラオケ演奏音とミキシングされてアンプ１４を介してスピーカ１５から出力される。

更に、前記カラオケ歌唱力採点用データ作成部５は前記モノラル信号変換手段１６によって、前記ミキサ１３のステレオ音声出力信号をモノラル音声信号に変換し、前記マイク信号検出手段１７によって前記マイク１１の出力信号から該マイク１１に歌唱音が入力された区間を検出し、これを入力開始時間及び入力終了時間で表したマイク入力区間データを出力し、前記模範歌唱区間検出手段１７ａによって歌唱者が歌唱すべき区間を検出し、これを開始時間及び終了時間で表した模範歌唱区間データを出力し、前記ＩＤ番号入力手段１８によってカラオケ歌唱者のＩＤ番号を入力し、更に、前記歌唱者顔写真作成手段１９によって該カラオケ歌唱者の顔写真を作成し、これらの出力信号を前記送信データ作成手段２０で送信データとして作成する。即ち、前記モノラル信号変換手段１６から出力されるモノラル音声信号をサンプリングしＡＤ変換したＰＣＭ形式の音声データを記録した録音ファイルのヘッダー部に前述したマイク入力区間データ及び模範歌唱区間データ、前記ＩＤ番号データ、前記カラオケ歌唱者の顔写真データを挿入して送信データを作成する。更に、該送信データにおけるモノラル音声データは前記データ圧縮手段２０ａによってＭＰ３形式の音声データに圧縮される。もちろん圧縮の仕方はＭＰ３に限定されるわけではなく、ＭＰ４、ｔｗｉｎＶＱなど適宜なオーディオ圧縮方式が採用できる。

一方、図に於て、２２はカラオケ歌唱力採点部であり、該カラオケ歌唱力採点部２２は前記カラオケ歌唱力採点用データ作成部５の送受信手段２１から送信された録音ファイルを受信する通信手段である送受信手段２３と、該送受信手段２３が受信した録音ファイルの圧縮音声データの圧縮を解く復号化を施し、そうして得られたＰＣＭ形式の音声データを周波数スペクトル分析するスペクトル分析手段２４と、この周波数スペクトル分析されたデータから不協和音を検知する不協和音検知手段２５と、該不協和音の検知の結果に基づき歌唱力を判定する歌唱力判定手段２６とから構成される。尚、前記不協和音検知手段２５は協和音の関係にある音名の組合せを複数格納した協和音テーブル２７に接続されている。この協和音テーブル２７には協和音を構成する音名の組合せ（協和音名グループ）のすべてについて格納されている。そして、前記周波数分析によって得られた周波数との対応を判断するために、音名−周波数変換テーブルを別途用意してもよいし、協和音テーブル２７自体を協和音を構成する周波数の組合せとしてもよい。いずれにしても、前記周波数分析によって同時に検出された幾つかの周波数のすべてが協和音名グループのいずれかに一致すれば、不協和音は含まれていないと判断でき、どの協和音名グループにも一致しない場合は不協和音が混在しているのである。そこで最も一致度の高い協和音グループにおいて一致しない周波数のスペクトルが歌唱者が誤って発音したものであると判定できる。

そして、該カラオケ歌唱力採点部２２と前記カラオケ歌唱力採点用データ作成部５とで、カラオケ歌唱力採点システム２８が構成される。

而して、該カラオケ歌唱力採点部２２は前記送受信手段２３が前記カラオケ歌唱力採点用データ作成部５の送受信手段２１から送信された音声データを受信すると、前記スペクトル分析手段２４によって該音声データを周波数スペクトル分析し、前記不協和音検知手段２５によって該周波数スペクトル分析されたデータと前記協和音テーブル２７の協和音データとを照合して不協和音を検知し、前記歌唱力判定手段２６によって該不協和音の検知の結果に基づき歌唱力が判定される。判定結果は前記送受信手段２３から前記送受信手段２１に送って前記カラオケ装置１の表示部に表示しても良く、別な伝達手段によってカラオケ歌唱者に伝えても良い。

図２は前記カラオケ歌唱力採点部２２の前記送受信手段２３が受信した音声データの波形を示し、該音声データの波形には伴奏楽音波形と歌唱音声波形とがミックスされている。

そして、図中に示すサンプリングされた解析部分を前記スペクトル分析手段２４によって周波数スペクトル分析した結果が図３に示す周波数スペクトル分布図である。

同図に示す分析された周波数を前記不協和音検知手段２５によって前記協和音テーブル２７と照合して図に示す不協和音を検知する。そして、検知された不協和音の発生頻度が少ない程、歌唱力が高く採点される。そして、更にサンプリングされる複数の解析部分に対して周波数スペクトル分析を繰り返し、音声データのすべてを解析し採点するとその得点を集計して総合得点を算出する。

カラオケ演奏音には不協和音が含まれないことを前提としており、そこに不協和音が検出されれば、それは歌唱音の方に誤った音程が含まれていることになる。これを減点対象とするのである。ところが歌唱者が歌うべきところを歌わなかった場合、これも大きな減点対象になるべきである。ところがその部分に不協和音は検出されないため見逃されてしまう。

そこで、マイク入力区間データと模範歌唱区間データとを比較することで、歌うべきところを歌っているか否かが判定できるようにしている。図６に示すように模範歌唱区間データが示す区間（歌うべき区間）と、マイク入力区間データが示す区間との一致度についても歌唱力の採点に反映させている。こうすることにより確実な採点ができる。時間的な区間を示すデータなので付帯させるデータ量は少なく区間を比較する処理も簡単である。

斯くして、前記カラオケ歌唱力採点システムはモノラル音声信号を周波数スペクトル分析して、不協和音の発生を検知し、不協和音の発生に基づきカラオケ歌唱者の歌唱力を判定すればよいため、極めて容易且つ迅速に、そして適正な歌唱力の判定をすることができると共に、該モノラル音声信号はステレオ音声信号に比べてデータ量が半分で済み、転送も容易である。

ただしこの構成では、歌うべきところを歌っているか否かが判定できないため判定結果に確実性は欠ける。しかし、大量のオーディション応募者の逸材を見逃すことなく大まかなふるいにかけられる。その後に行われる厳密な審査の効率を高めるための一次審査として効果的である。

又、マイク入力区間と模範歌唱区間とを比較する構成を加えることで、歌うべきところを歌っているか否かが判定できるようになるので、歌唱力の判定がより確実になる。

更に、モノラル信号作成手段とスペクトル分析手段を離間させ、カラオケ歌唱を行う場所から離れた場所でカラオケ歌唱力の採点を行うことができる。

更に又、マイク入力区間データと模範歌唱区間データを容易に転送することができる。

そして、モノラル音声信号にすることにより分析手段、検知手段及び判定手段も簡素化でき、転送データ量も低減することができる。

又、前記モノラル音声信号をＭＰ３圧縮信号に圧縮するので、転送データ量をさらに低減することができる。

更に、前記モノラル音声信号に上記カラオケ歌唱者の個人ＩＤが挿入されるように構成されているので、カラオケ歌唱者の識別が容易となる。

更に又、前記モノラル音声信号に上記カラオケ歌唱者の顔写真データが挿入されるように構成されているので、カラオケ歌唱者の顔の確認が容易となる。

尚、前記カラオケ歌唱力採点システム２８に於て、前記カラオケ歌唱力採点用データ作成部５と、前記カラオケ歌唱力採点部２２は通信手段を介して離間する場所に設けたが、当然ながら、近接して設けることも可能であり、その場合は通信手段は不要となる。

又、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施の形態を示し、カラオケ歌唱力採点システムを説明する説明 図 合成音波形図 合成音の周波数スペクトル分布図 ミキサの詳細概念図 モノラル信号変換の概念図 模範歌唱区間とマイク入力区間との対比についての説明図

符号の説明

１６ モノラル信号変換手段
１７ マイク信号検出手段
２４ スペクトル分析手段
２５ 不協和音検知手段
２６ 歌唱力判定手段
２７ 協和音テーブル
２８ カラオケ歌唱力採点システム

Claims (1)

1. カラオケ演奏に合わせてカラオケ歌唱を行なうカラオケ歌唱者のマイク入力音声信号とカラオケ演奏のステレオ伴奏信号とがミックスされたステレオ音声信号をモノラル音声信号に変換するモノラル変換手段と、
   該モノラル音声信号を周波数スペクトル分析するスペクトル分析手段と、スペクトル分析した音データから不協和音の発生を検知する不協和音検知手段と、該不協和音の発生に基づきカラオケ歌唱者の歌唱力を判定する歌唱力判定手段とを備えたことを特徴とするカラオケ歌唱力採点システム。

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