JP4369118B2 - カラオケ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、歌唱者の歌唱の巧拙を判定することのできるカラオケ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラオケ演奏に従って発音される歌唱者の音声に対し評価を行い、採点結果を表示する機能を具備したカラオケ装置が実用化されている。一般にこの種のカラオケ装置においては、カラオケの楽曲データに含まれ、歌唱の基準となる、MIDI(Musical Instrument Digital Interface:登録商標)フォーマットによるガイドメロディデータから抽出される音程、音長(各音符の長さ)、ピッチなどの要素と、歌唱者の音声をデジタル化した歌唱音声データから抽出される各要素との間で比較を行い、そのずれの程度で評価する評価方法を採っている。結果として得られるのは、楽曲全体を通した得点、または得点をもとに算出される順位や偏差値等である(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−221973号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこうした評価方法では、曲全体の巧拙が得点により示されるものの、歌唱者が具体的にどの部分で評価を落としているのかは不明で、どの部分を改善することにより得点が向上するのかを知ることは困難である。
【0005】
本発明は、このような背景の下になされたもので、歌唱者に必要な部分について歌唱力向上の示唆を与えるカラオケ装置の提供を目的としている。
【0006】
上記課題を解決するために、本発明に係るカラオケ装置は、楽曲を表す楽曲データに基づいて自動演奏を行うカラオケ装置において、歌唱者の音声を歌唱音声データに変換する変換手段と、前記楽曲を所定の区間に区切り、区間毎に前記歌唱音声データを記憶する歌唱音声データ記憶手段と、前記歌唱音声データの音程について、前記区間毎に第1のリファレンスデータと比較して評価を行う第1の評価手段と、前記歌唱音声データの音長について、前記区間毎に第2のリファレンスデータと比較して評価を行う第2の評価手段と、前記第1および第2の評価手段に基づいて評価結果を告知する告知手段と、前記区間のいずれかを指定する区間指定手段と、前記区間指定手段によって指定された区間に対応する前記歌唱音声データ記憶手段内の歌唱音声データを読み出して再生する区間データ再生手段とを具備し、前記告知手段は、その告知する評価結果に対して前記第1または第2の評価手段による評価が寄与する比率に応じて異なるメッセージを選択的に告知することを特徴としている。
【0007】
この構成によれば、歌唱者の歌唱音声が所定の区間毎に歌唱音声データとして記憶され、この区間毎に歌唱に対して評価が行われることで、区間毎に歌唱の評価が告知される。そして、区間を選択して実際の歌唱者の歌唱音声を再生することが可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【0009】
<実施形態の構成>
図1は本発明の一実施形態の外観を示す図である。同図において、1はカラオケ装置本体である。カラオケ装置本体1の上にはモニタ2、左右にはスピーカ3,3、そしてマイク4が接続されている。5はリモコン端末で、赤外線によりカラオケ装置本体1の遠隔操作を行う装置である。
【0010】
図2はカラオケ装置本体1の電気的構成を示すブロック図であり、以下に各部を概説する。
【0011】
CPU(Central Processing Unit)11は、RAM(Random Access Memory)13をワークエリアとして利用し、ROM(Read Only Memory)12に格納されている各種プログラムを実行することで装置各部を制御する。また、RAM13内部にはMIDIデータを一時記憶するMIDIバッファが含まれる。
【0012】
通信I/F(インタフェース)15は、楽曲データの配信元であるホストコンピュータ6より楽曲データを受信し、CPU11の制御のもとHDD(Hard Disk Drive)14へと転送する。また、DMA(Direct Memory Access)によるHDD14へのデータ転送も可能である。楽曲データには、楽曲に関する種々の情報、例えば曲番号、曲名、ジャンル、発売日、曲の演奏時間等のデータを格納したヘッダと、複数のトラックに分割された当該楽曲の演奏音を示す演奏データと、歌詞を示す歌詞データとが含まれる。また、演奏データには楽曲のメロディを示すガイドメロディデータも含まれる。
【0013】
HDD14は楽曲データ、採点データ、およびマイク4より入力された歌唱音声のデジタルデータを記憶する。採点データとは、CPU11により実行される採点プログラムにより得られる歌唱者の歌唱音声を採点した結果を示すデータである。
【0014】
マイク4より入力された歌唱者の歌唱音声は、アンプ21を介してスピーカ3,3より出力される。また、歌唱音声は音声処理用DSP20によりA/D変換され、歌唱音声データとして採点処理に用いられる他、上述のようにHDD14に記憶される。
【0015】
操作部16は、カラオケ装置本体1にある操作パネルまたはリモコン端末5への入力操作により発せられる信号を検出し、この検出結果をCPU11へ出力する。
【0016】
表示制御部17は映像データや歌詞字幕、採点結果をモニタ2に表示させるための制御を行う。
【0017】
音源装置18はCPU11より出力される楽曲データに対応する楽音信号を合成し、合成した信号はカラオケ演奏音として効果用DSP19へ出力する。
【0018】
効果用DSP19は、音源装置18で生成されたカラオケ演奏音に対してリバーブやエコー等の効果を付与する。効果を付与されたカラオケ演奏音は、効果用DSP19によってD/A変換され、アンプ21でマイク4より入力された歌唱音声と合成・増幅されてスピーカ3,3へと出力される。
【0019】
<実施形態の動作>
次に、上記構成からなるカラオケ装置の動作を説明する。
【0020】
まず、利用者が操作部16に対し楽曲指定操作を行うと、指定された楽曲の楽曲データがRAM13のMIDIバッファへ転送され、この転送された楽曲データをCPU11が順次読み出し処理を行うことで、当該楽曲の再生が開始される。CPU11は楽曲の開始時に楽曲の演奏時間を楽曲データのヘッダより取得し、楽曲全体をある個数(本実施形態では30である)のブロックに分割する(図3a参照)。CPU11は各ブロックBn(n=1,2,3,…,30)の開始時刻Tn(n=1,2,3,…,30)を管理する。
【0021】
歌唱者が歌唱を開始すると、楽曲の再生と並行して歌唱者の歌唱音声信号がマイク4より入力され、音声処理用DSP20に入力される。音声処理用DSP20は、入力された歌唱音声信号をA/D変換し、A/D変換された歌唱音声データは、ブロック単位でHDD14に記憶される。
【0022】
一方、RAM13のMIDIバッファより順次読み出される楽曲データ中のガイドメロディデータに基づき、音源装置18によって所定の音色の信号が生成され、これによりメロディ音が発音され、歌唱中に歌唱すべきメロディが不確かな部分があれば、歌唱者は必要に応じてこのメロディ音を聞いて確認することができる。また、本実施形態においては、ガイドメロディデータと歌唱音声データとに対し音声処理用DSP20が比較・評価処理を行うことにより、得点が求められる。本実施形態における得点の算出処理は以下の通りである。
【0023】
ガイドメロディデータと歌唱音声データとに基づき、音声処理用DSP20は音程と音長とに関する情報をそれぞれ抽出し、各々比較を行う。ガイドメロディデータから抽出される音程データおよび音長データを、以後リファレンスデータと呼ぶ。音程および音長に関する比較処理のフローチャートを、図4に示す。図5には歌唱者のガイドメロディと歌唱音声とを楽譜にて例示する。
【0024】
まず、リファレンスデータと歌唱音声データの双方が0でない値を持つかどうかを判定する(ステップS01)。YESの場合、すなわちこれは本来歌唱すべき部分に歌唱者の歌唱音声データが存在することを意味しており、この場合には音程の差分Dを求める(ステップS02)。これは図5において、ガイドメロディと歌唱音声との双方の音符を示すが、ガイドメロディと歌唱音声とが同じ音階を示していれば差分は0であり、異なる場合に差分が生じる。図5ではBの部分に差分が生じており、他の部分では差分は0である。
【0025】
本実施形態では、音程の差異を周波数の尺度ではなく12音階の尺度により求めるために、差分Dの算出においてはCent(セント)という単位を用いて行い、微小時間Δt(本実施形態では50msである)単位で算出し、ΔDとして記憶する。なお、周波数がそれぞれf1,f2である2音の音程差X(セント)は、
X=1200×log2(f1/f2)
で表すことができる。
【0026】
一方ステップS01において、リファレンスデータと歌唱音声データの少なくとも一方が0でない場合、すなわちリファレンスデータと歌唱音声データの一方のみが0である場合と、両方が0である場合は、ステップS03へと進む。ステップS03では、このいずれであるかを判別する。前者であれば、つまり「本来発音される部分で発音していない(図5中のAの部分)」または「本来発音されない部分で発音している(図5中のCの部分)」場合であり、これらを音長の異常と見なし、微小時間Δt毎に異常ΔEに1を記録する(ステップS04)。また、後者であれば発音すべきでない部分で発音していないのだから、これは正常であり、このとき異常ΔEに0を記録する(ステップS05)。
【0027】
ステップS02,ステップS04,またはステップS05の処理の後はステップS06に進み、時間Δtにおける減点量を算出する。この減点量をΔP’とすると、
ΔP’=aΔD+bΔE
で算出される。ここでaおよびbは、重み付けのための定数を示しており、それぞれの定数は減点量が妥当な値になるように適宜設定される。なお異常ΔEは、正常なら0、異常なら1の2値のみをとる。
【0028】
微小時間Δtにおける歌唱者の得点ΔPは、満点(本実施形態では100とする)から上記の減点量ΔP’を減じた値で表される。つまり
ΔP=100−ΔP’
となる。
【0029】
上記のように求められた得点ΔPはブロック毎に平均化され、当該ブロックの点数Pnとして順次HDD14に蓄積記録される。このとき同時に、採点対象となった歌唱者の歌唱音声データを、楽曲の進行と同期してブロック単位でHDD14に記録する。これらHDD14内部のデータを模式的に示したのが、図6である。音声データは連続的に記録されているが、時刻Tnが記録されているために容易に所期のブロックの頭出しをすることが可能となっている。
【0030】
楽曲の再生が終了すると、CPU11で各ブロックの得点Pnが集計されて、歌唱者のこの曲全体における得点が、モニタ2に例えば図7のように告知され、歌唱のどの部分の評価が相対的に低かったのかが併せて示される。加えて、図7に示したように「自分の歌声を聞いてチェックしてみましょう!!」等のメッセージを表示しても良い。このとき、複数のメッセージをHDD14に記憶しておくことで、当該楽曲の採点結果に応じて異なるメッセージを選択的に表示することも可能である。例えば、前記減点量ΔP’に対して音程の差異ΔDと異常ΔEの寄与する比率を記憶しておけば、音程の差異ΔDの比率が高い場合には「AとBの部分で音程がズレていましたよ!!」と表示したり、異常ΔEの比率が高い場合には「AとBの部分で歌うテンポが合っていませんでしたよ!!」と表示したりすることで、利用者により具体的な評価を与えることが可能である。
【0031】
モニタ2による告知に合わせ、評価の低かったブロックの歌唱音声が再生される。そのためにCPU11は、歌唱のブロック毎の得点を求め、また分割した得点の低かった部分の歌唱者の歌唱音声を再生するため、ブロックの抽出を行う。ブロックの抽出は以下のように行う。
【0032】
まず始めに、抽出すべきブロックを特定するために各ブロックの得点を取得する。本実施形態においては歌唱の評価が低い部分の抽出を行うため、Pnの値が小さいブロックを抽出する。本実施形態では、閾値Ptを設定し、閾値Ptを下回る点数Pnをすべて抽出している。例えば図3aにおいては点数Pa,Pbがこれに該当する。ただし閾値Ptを下回る点数Pnが存在しない場合には、すべての得点Pnの中から最小となる値を抽出している。このようにして抽出された最小値を以下点数Pmとする。
【0033】
点数Pmが抽出されたら、HDD14に記録されている該当ブロックの時刻Tmおよび時刻Tm+1,すなわちブロック演奏の開始時刻と終了時刻の取得を行う。
【0034】
時刻Tm,Tm+1が求められたら、そのブロックに対応するHDD14に記憶された歌唱者の歌唱音声データ、および当該ブロックに対応するカラオケ演奏音データに対し再生指示を与える。複数のブロックを再生する場合には時刻Tmの小さいもの、すなわち楽曲の先頭から順次再生する。図3bは2箇所のブロックBa,Bbの再生を例示した図である。
【0035】
<変形例>
なお、本実施形態においては上述のような評価方法であったが、得点をブロック単位で算出することが可能であれば、評価方法は特に上述の方法に限定されるものではなく、任意の方法で良い。例えば本実施形態においては、歌唱音声の音程成分と音長成分とをリファレンスデータと比較し、双方の評価を合成して採点する評価方法であったが、歌唱音声の音程成分と音長成分のいずれか一方のみをリファレンスデータと評価する方法も考えられる。また、リファレンスデータを用いず、音量が所定の値以上であるかを評価する等の、より単純な評価方法も可能である。更にブロックの定義に関しても、本実施形態では1楽曲を30等分することによりブロックは定義されたが、勿論これはそれ以外の数で等分割することも可能であり、また、他にも楽曲を小節毎に分割したり、フレーズ毎に分割したりと、様々な方法が考えられる。
【0036】
また、より娯楽性を高める目的で、本実施形態と同様の手段により、得点の高いブロックを抽出し採点結果の表示時に再生することも可能であり、またこれら双方を再生することも可能である。
【0037】
告知の方法については、モニタ2を用いて視覚的に告知する方法と、スピーカ3,3を用いて聴覚的に告知する方法とがあり、またそれらを合わせて利用することも可能である。
【0038】
さらに、音声の再生に際しても、利用者に当該部分をより理解しやすくさせるために、上述のように当該ブロックのみを再生するのではなく、前後の1ないし複数のブロックを連続的に再生しても良い。また開始時には無音から徐々に音量を大きくし(フェードイン)、終了時には徐々に音量を小さくする(フェードアウト)再生方法を採っても良い。また再生箇所が複数存在する場合には、実際の楽曲で再生される順に再生することも、評価結果に基づいてより得点の低いブロックから順に再生することも可能である。
また、上記のようにカラオケ装置側で再生方法を設定するのではなく、例えば再生されるブロックのリストをモニタ2に表示し、リスト中から所望のブロックを利用者がリモコン端末5を用いるなどして再生指示を与えることで、任意の箇所を任意の回数だけ再生することも可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、歌唱者に必要な部分について、歌唱力向上の示唆を与えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態であるカラオケ装置の全体構成図である。
【図2】 同実施形態におけるカラオケ装置本体を示すブロック図である。
【図3】 (a)は同実施形態における歌唱者の歌唱の時間tに対する得点P(t)を例示した図であり、(b)は同実施形態における演奏終了後の採点結果発表時に再生される歌唱者の歌唱音声を例示した図である。
【図4】 同実施形態における歌唱音声データの評価処理を説明するためのフローチャートである。
【図5】 同実施形態におけるガイドメロディと歌唱音声の一部を例示した図である。
【図6】 同カラオケ装置におけるHDDの記録内容の一部を例示した図である。
【図7】 同実施形態における採点結果の表示方法の一例を示した図である。
【符号の説明】
1…カラオケ装置本体、2…モニタ、3…スピーカ、4…マイク、5…リモコン端末、6…ホストコンピュータ、11…CPU、12…ROM、13…RAM、14…HDD、15…通信I/F、16…操作部、17…表示制御部、18…音源装置、19…効果用DSP、20…音声処理用DSP、21…アンプ。
Claims (2)
- 楽曲を表す楽曲データに基づいて自動演奏を行うカラオケ装置において、
歌唱者の音声を歌唱音声データに変換する変換手段と、
前記楽曲を所定の区間に区切り、区間毎に前記歌唱音声データを記憶する歌唱音声データ記憶手段と、
前記歌唱音声データの音程について、前記区間毎に第1のリファレンスデータと比較して評価を行う第1の評価手段と、
前記歌唱音声データの音長について、前記区間毎に第2のリファレンスデータと比較して評価を行う第2の評価手段と、
前記第1および第2の評価手段に基づいて評価結果を告知する告知手段と、
前記区間のいずれかを指定する区間指定手段と、
前記区間指定手段によって指定された区間に対応する前記歌唱音声データ記憶手段内の歌唱音声データを読み出して再生する区間データ再生手段と
を具備し、
前記告知手段は、
その告知する評価結果に対して前記第1または第2の評価手段による評価が寄与する比率に応じて異なるメッセージを選択的に告知する
ことを特徴とするカラオケ装置。 - 前記区間指定手段は、前記評価手段による評価結果に基づいて区間を指定することを特徴とする請求項1記載のカラオケ装置。
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