JP4271667B2 - デュエットの同期性を採点するカラオケ採点装置 - Google Patents

Description

この発明は、カラオケ装置に付属するカラオケ採点装置に関し、とくに、２人でデュエット曲を歌う際に２人の歌声の同期性を採点するカラオケ採点装置に関する。

特許第３２９０９１８号「歌唱採点機能付きカラオケ装置」においては、カラオケ伴奏音楽データから得た採点基準と、マイクロホンからの歌声信号とを逐次比較し、歌唱の巧拙を分析した採点データを出力する技術が開示されている。

特許第３４５２７９１号「カラオケ採点装置」においては、２人でデュエット曲を歌う際に、カラオケ伴奏音楽データから得た各パートの採点基準と、第１マイクロホンおよび第２マイクロホンからの歌声信号とをそれぞれ比較し、２人の歌声信号についての採点データをそれぞれ出力する技術が開示されている。

特許第３５７３４２５号「カラオケバトルゲームに特徴を有するカラオケ装置」においては、２人で歌う際に、それぞれの歌声をカラオケ伴奏音楽から得た採点基準に照らして格別に逐次採点し、歌唱中の採点経過をＣＧ映像によるカラオケバトルゲームとして表現する技術が開示されている。

従来においては、カラオケ伴奏音楽（これに付帯して収録されている模範歌唱の場合もある）から採点基準を得て、マイクロホンからの歌声信号を分析採点している。デュエット曲についても、同様な手法で各パート毎に採点している。この方式では、デュエット曲を歌う２人の歌声についての音楽的な相性を分析採点することはできない。

この出願の発明者は、多様化しているカラオケ採点サービスの一環として、デュエット曲を歌う２人の相性診断的な採点を実施することを企図した。つまり、楽曲の模範的な歌い方からは外れていても、デュエットの２人が同じように外れているのであれば、相性がよいと採点するのである。この発明は、このような目的で、デュエットの同期性を採点するカラオケ採点装置を提供するものである。

第１発明に係るカラオケ採点装置は、分説すると、つぎの事項（１）〜（５）により特定されるものである。
（１）カラオケ伴奏音楽データに基づく伴奏音楽の演奏に伴ってマイクロホンからの歌声信号を分析するカラオケ採点装置であること
（２）カラオケ伴奏音楽データは、楽曲進行上で先行して出現する第１歌唱パートと、第１歌唱パートの後に出現し、第１歌唱パートと同じ歌唱旋律（オクターブ違いを含む）の第２歌唱パートとを同期性採点実施区間として指定する指定情報が組み込まれていること
（３）指定情報に基づいて、第１歌唱パートの演奏時に第１マイクロホンからの歌声信号の音量推移を逐次測定し、測定した推移パターンをメモリに記憶すること
（４）指定情報に基づいて、第２歌唱パートの演奏時に第２マイクロホンからの歌声信号の音量推移を逐次測定するとともに、逐次測定する推移パターンと、メモリに記憶した推移パターンとを、両パートの歌唱旋律の時間軸をあわせた状態で逐次比較すること
（５）比較した２つの推移パターンの時間的相似性に相関した採点データを出力すること

第２発明に係るカラオケ採点装置は、第１発明と同様な仕組みにより、第１歌唱パートと第２歌唱パートに関し、第１マイクロホンからの歌声信号のピッチ推移と、第２マイクロホンからの歌声信号のピッチ推移とを比較し、両者の時間的相似性に相関した採点データを出力するものである。

第３発明に係るカラオケ採点装置は、第１発明と同様な仕組みにより、第１歌唱パートと第２歌唱パートに関し、第１マイクロホンからの歌声信号の音量推移・ピッチ推移と、第２マイクロホンからの歌声信号の音量推移・ピッチ推移とを比較し、音量推移の時間的相似性に相関するとともにピッチ推移の時間的相似性に相関した採点データを出力するものである。

いずれの発明のカラオケ採点装置においても、従来の一般的なカラオケ採点装置と同様に、カラオケ伴奏音楽データから得た採点基準と、第１マイクロホンおよび第２マイクロホンからの歌声信号とをそれぞれ比較し、２系統の歌声信号についての採点データをそれぞれ出力する構成と併用できる。

この発明のカラオケ採点装置によれば、楽曲の模範的な歌い方からは外れていても、デュエットの２人が同じように外れているのであれば、相性がよいなどと採点することができるので、たいへんおもしろい。

＝＝＝カラオケ装置の基本的な構成と動作＝＝＝
この発明の一実施例によるカラオケ採点装置を内包したカラオケ装置の概略構成を図１に示している。中央制御部１１は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むコンピュータ本体であり、周辺各構成部に対しデータバス１００や制御バス１１０を介して各種制御を行ってシステム全体を統括している。

ハードディスク装置１２は、カラオケ楽曲の伴奏音楽と歌詞画像を生成するためのカラオケデータを多数曲分蓄積している。中央制御部１１は、リモコン送信器１７や操作パネル１８から入力されたリクエスト入力を操作制御部１９を介して受け取ると、そのリクエスト入力順に従って該当のカラオケデータを順次処理していく。たとえば、リクエスト楽曲に対応するカラオケデータをハードディスク装置１２から取り出し、伴奏音楽生成データ（ＭＩＤＩデータなど）をシンセサイザ１３に転送し、伴奏音楽を生成させる。この伴奏音楽はミキシングアンプ１４でマイクロホン１５より入力された歌唱音声と混合されてスピーカ１６に出力される。また、カラオケデータ中の歌詞描出データを伴奏音楽の生成処理に同期してビデオＲＡＭ２０に転送し、歌詞画像を順次ビットマップ展開させる。映像制御部２１はこの歌詞画像をビデオＣＤプレーヤ２２から出力される背景映像にスーパーインポーズしてディスプレイ２３に出力する。

カラオケ装置１は、この発明に係るカラオケ採点装置を内包しており、カラオケ楽曲に合わせて歌っている人の歌唱状態を採点してその採点結果を出力する。しかも、デュエット曲の歌唱に対して採点する場合は、たとえば、男性パートを歌う人と女性パートを歌う人とを区別して歌唱パート毎に歌唱力を評価することができるようになっている。

＝＝＝デュエット採点＝＝＝
利用者がデュエット曲の採点機能を利用したい場合、リモコン送信器１７や操作パネル１８から演奏予約用の一連の楽曲番号（デュエット曲）に引き続いて所定の操作キーを押すと、楽曲番号とデュエット採点指示が中央制御部１１に転送される。

デュエット曲の演奏開始に先立ち、男性と女性は２系統のマイクロホン１５をそれぞれ使用する。ここでは、２系統のマイクロホン１５は男性用と女性用とに区別されておらず、男性と女性はそれぞれ好きな方のマイクロホン１５を恣意的に選択できる。

中央制御部１１は、このデュエット曲の演奏処理を開始すると、カラオケデータ中に設定された採点対象となる区間（普通は歌唱区間）の始まりを監視する。この開始点を検出すると歌唱採点機能の主要部である歌唱採点部３０に対して採点処理の開始を指示する。

＝＝＝２人を個別に採点する標準採点処理＝＝＝
図２は歌唱採点部３０の構成を示している。中央制御部１１の制御に従って採点処理を実行する採点プロセッサ３１はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含む採点処理専用のマイコンである。２系統のＡＤコンバータ３２、３３は２系統のマイクロホン１５からの音声信号をそれぞれ個別にサンプリングしてデジタルデータ化する。

採点プロセッサ３１は、伴奏音楽生成データをデータバス１００を介して受け取り、このデータ中の主旋律データを採点基準データとして取得する。また、伴奏音楽生成データから演奏中の各１音について、その音が男性、女性どちらの歌唱パートのものであるかを弁別する。

採点プロセッサ３１は、２系統のＡＤコンパータ３２、３３のそれぞれからサンプリングデータを受け取り、取得した採点基準データと所定のアルゴリズムに基づいて１音ずつ比較する。この比較結果に対して所定の得点を付与していく。この得点に該当の伴奏音が属する歌唱パートと当該伴奏音に対して音声入力があったかどうかを示す符号とを付帯させてマイクロホン系統毎の採点データを生成する。この採点データはデータバス１００上に送出され、中央制御部１１内部のＲＡＭに蓄積されていく。

中央制御部１１は、楽曲の全歌唱区間の演奏が終了すると歌唱採点部３０の動作を停止させ、それまでに蓄積した採点データをマイクロホン系統毎に集計する。まず、どちらの系統のマイクロホンが男性用あるいは女性用として使用されたかを判定する。そのために採点データ中の音声入力符号に基づいて、どの系統のマイクロホンが、どの歌唱パートに対して、どのくらいの頻度で音声信号を入力したかを調べ、その調査結果からマイクＡは男性用マイクロホン、マイクＢは女性用マイクロホンであると判定する。

つぎに、男女別に総合得点を算出する。この算出にあたって、男性用マイクロホンについては男性パートと混声パートを採点対象歌唱パートとしてそのパートを歌唱した分に該当する採点データを採用する。女性用マイクロホンについては女性パートと混声パートを採点対象歌唱パートとする。

＝＝＝２人の相性診断的な同期性採点処理＝＝＝
歌唱採点部３０においては、上記の歌唱者ごとの標準採点と並行して、この発明の核心をなすデュエットの同期性採点処理が行われる。
まず男性と女性がユニゾン（オクターブ違いも含む）で歌唱する混声パートの同期性採点について説明する。このようなユニゾン混声パートの演奏期間において、第１マイクロホンからの歌声信号の音量推移と、第２マイクロホンからの歌声信号の音量推移とを比較し、実時間での両者の時間的相似性に相関した第１採点データを出力する。また、これと同時に、第１マイクロホンからの歌声信号のピッチ推移と、第２マイクロホンからの歌声信号のピッチ推移とを比較し、実時間での両者の時間的相似性に相関した第２採点データを出力する。もちろん相似性が高いほどよい評価の採点データを生成する。

上記の場合において、ユニゾン混声パートの一連の期間全体にわたっての時間的相似性を分析採点する必要性はかならずしもない。カラオケ伴奏音楽データに同期性採点を実施すべき区間情報を組み込んでおき、それによって指定された区間でのみ相似性の採点を行うようにしてもよい。

音量推移の同期性に関する採点の出力は、１区間の分析採点を行うごとに第１採点データを生成し、そのデータに基づいてディスプレイ（図１のディスプレイ２３に限られず、べつに用意されたディスプレイでもよい）に２人の相性評価として数値化あるいは図案化して表示する。

ピッチ推移の同期性に関する採点の出力は、上記の音量推移のそれと同様に表示することによって歌唱者に提示してもよい。この提示方式とは変えて、両者のピッチ推移が高度に一致している時間が基準以上に継続したとき、両者のピッチが正確にあっていることを音符図案などを用いたＣＧアニメーションで表現して表示することも好ましい。

つぎに、時間的に重ならない男性パートと女声パートとで同じ旋律（オクターブ違いを含む）を歌う場合の同期性採点について説明する。男性パートが先行し、後で女性パートが出現するとする。

歌唱採点部３０においては、男性パートの演奏時に、第１マイクロホンからの歌声信号の音量推移とピッチ推移を逐次測定し、適当なデジタルデータ形式でそれぞれの推移パターンを表現してメモリに一時記憶しておく。これと対照すべき女性パートの演奏時に、第２マイクロホンからの歌声信号の音量推移とピッチ推移とを逐次測定するとともに、男性パート演奏時に記録した音量推移パターンとピッチ推移パターンとを演奏中の女性パートの進行と時間軸をあわせて上記メモリから逐次読み出す。

そうすれば、ユニゾン混声パートと同様なデータ処理方法により、歌唱中の女性パートの音量推移・ピッチ推移と、歌唱済みの男性パートの音量推移・ピッチ推移を格別に比較し、それぞれの時間的相似性を分析して採点することができる。採点結果の表示形態もユニゾン混声パートと同様とすることができる。

なお、２人がハーモニーで歌唱する混声パートであれば、その区間については音量推移の時間的相似性のみを採点対象とし、ピッチ推移の相似性が悪くても減点しないようにする。

また、ピッチ推移についての短期間の周期性を抽出すればビブラートの周期や深さなどを分析できる。これを比較して２人のビブラート特性の相似性を採点に加味することもできる。

楽曲演奏を終了した時点においては、これまで逐次表示してきた同期性採点の総合評価を算出し、デュエット歌唱した２人の相性診断結果として表示することが好ましい。この総合評価を算出するにあたっては、音量推移の時間的相似性に相関するとともにピッチ推移の時間的相似性に相関した採点データを出力することとするのも一法である。

この発明に係るカラオケ採点装置を内包したカラオケ装置の一実施例の概略構成ブロック図である。 同上実施例における歌唱採点部の概略構成ブロック図である。

符号の説明

１ カラオケ装置
１１ 中央制御部
１５ マイクロホン
３０ 歌唱採点部
３１ 採点プロセッサ

Claims (3)

1. カラオケ伴奏音楽データに基づく伴奏音楽の演奏に伴ってマイクロホンからの歌声信号を分析するカラオケ採点装置であって、
   カラオケ伴奏音楽データは、楽曲進行上で先行して出現する第１歌唱パートと、第１歌唱パートの後に出現し、第１歌唱パートと同じ歌唱旋律（オクターブ違いを含む）の第２歌唱パートとを同期性採点実施区間として指定する指定情報が組み込まれており、
   指定情報に基づいて、第１歌唱パートの演奏時に第１マイクロホンからの歌声信号の音量推移を逐次測定し、測定した推移パターンをメモリに記憶し、
   指定情報に基づいて、第２歌唱パートの演奏時に第２マイクロホンからの歌声信号の音量推移を逐次測定するとともに、逐次測定する推移パターンと、メモリに記憶した推移パターンとを、両パートの歌唱旋律の時間軸をあわせた状態で逐次比較し、
   比較した２つの推移パターンの時間的相似性に相関した採点データを出力する
   カラオケ採点装置。
2. カラオケ伴奏音楽データに基づく伴奏音楽の演奏に伴ってマイクロホンからの歌声信号を分析するカラオケ採点装置であって、
   カラオケ伴奏音楽データは、楽曲進行上で先行して出現する第１歌唱パートと、第１歌唱パートの後に出現し、第１歌唱パートと同じ歌唱旋律（オクターブ違いを含む）の第２歌唱パートとを同期性採点実施区間として指定する指定情報が組み込まれており、
   指定情報に基づいて、第１歌唱パートの演奏時に第１マイクロホンからの歌声信号のピッチ推移を逐次測定し、測定した推移パターンをメモリに記憶し、
   指定情報に基づいて、第２歌唱パートの演奏時に第２マイクロホンからの歌声信号のピッチ推移を逐次測定するとともに、逐次測定する推移パターンと、メモリに記憶した推移パターンとを、両パートの歌唱旋律の時間軸をあわせた状態で逐次比較し、
   比較した２つの推移パターンの時間的相似性に相関した採点データを出力する
   カラオケ採点装置。
3. カラオケ伴奏音楽データに基づく伴奏音楽の演奏に伴ってマイクロホンからの歌声信号を分析するカラオケ採点装置であって、
   カラオケ伴奏音楽データは、楽曲進行上で先行して出現する第１歌唱パートと、第１歌唱パートの後に出現し、第１歌唱パートと同じ歌唱旋律（オクターブ違いを含む）の第２歌唱パートとを同期性採点実施区間として指定する指定情報が組み込まれており、
   指定情報に基づいて、第１歌唱パートの演奏時に第１マイクロホンからの歌声信号の音量推移・ピッチ推移を逐次測定し、測定した推移パターンをメモリに記憶し、
   指定情報に基づいて、第２歌唱パートの演奏時に第２マイクロホンからの歌声信号の音量推移・ピッチ推移を逐次測定するとともに、逐次測定する推移パターンと、メモリに記憶した推移パターンとを、両パートの歌唱旋律の時間軸をあわせた状態で逐次比較し、
   比較した２つの推移パターンの音量推移の時間的相似性に相関するとともにピッチ推移の時間的相似性に相関した採点データを出力する
   カラオケ採点装置。

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