JP5306022B2 - ハーモニー音量調整機能を備えるカラオケシステム - Google Patents

Description

本発明は、カラオケシステムの技術分野に属し、ハーモニー歌唱の際に歌唱音量出力を調整するカラオケシステムに関する。

近年、カラオケシステムを備える設備では、少なくとも２本のマイクが用意されていることが多く、楽曲自体がハーモニーの対象であったり、他の歌唱者が独自にハーモニーとさせることもある。通常１本のマイクを使用したソロの歌唱の場合に比べて、２本のマイクを使用して複数人となった合唱の場合とでは音量が大きくなって適量とする必要があると共に、特に歌唱がハーモニー状態のときに、当該楽曲の主旋律音符データのもつ旋律を歌唱している音声より、ハーモニー状態とさせる異なる旋律を歌唱している音声の方が大きな音量となることは好ましくなく、適量な音量とさせる音量調整が望まれる。

従来、カラオケ装置においては、スピーカより出力される音量が聞き難いほどに大きくなった場合の対処として種々の技術が提案されている。例えば、マイクアンプより入力されるボーカル音声信号と楽曲信号の出力ボリウムの設定バランスに従って当該マイクアンプの出力ゲインを設定してマイクアンプからのボーカル音声信号と楽曲信号との合成制御を行うことが提案されている（特許文献１）。

また、２本のマイクより入力された音声信号の音量レベルを比較した結果に基づいて各音声信号の音声を同じ音量で聴取可能な音量レベルにすべくオートゲインコントローラがマイクアンプを調整することが提案されている（特許文献２）。

特開平０９−２１４２６６号公報 特開平１０−２８２９９２号公報

一般的に、１本のマイクより入力される歌唱音声の出力音量に比べて、２本のマイクを使用するハーモニー対応楽曲を歌唱する場合の方が歌唱音声が混合されて音量が大きくなるもので、例えば当該楽曲のもつ旋律と異なる旋律とが同時に歌唱されてハーモニー状態のときに、仮に、それぞれの歌唱音声が設定値を下回っていたとしても聴取者にはソロ歌唱に比べて異常に大きな音に聞こえることが多々ある。

ところで、歌唱音声を快適に聴こえるように最終スピーカ出力（スピーカ出力）するための技術として、上記特許文献１，２があるが、何れもマイクアンプのゲインを調整するものであって、全体的に音量を低下させることから、例えばハーモニー状態とさせる異なる旋律を歌唱している音声の方が大きな音量となった場合には対処することができない。例えば、ゲインを抑制した場合、それぞれのマイクを使用している歌唱者の内、ハーモニー状態とさせる異なる旋律を歌唱している歌唱者が比較的大きな音量となったときに、この音量は適度に調整されるが、楽曲の主旋律音符データのもつ旋律を歌唱している歌唱者が小さな音量でしか歌えない場合に、同じ比率でゲインを下げると、小さな音量はより小さくなり、結局ハーモニー状態のバランスの悪さに変わりがないという問題がある。

この問題を解決するために、仮に、特許文献２の技術を適用して２本のマイク同士の音量バランスを調整できたとして、比較的小さいとされる音量レベルに合わせた場合に、その音量自体のレベルが既に大きくなり過ぎていると、比較的大きいとされる音量レベルが抑制されても、結局、うるさく聴こえてしまうことになる。しかも、頻繁にゲイン調整が行われると、最終スピーカ出力にて所謂「うねり状態」が生じて聴く者にとって違和感を生じさせてしまうという問題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ソロ楽曲の歌唱でもハーモニー対応楽曲の歌唱でも聴取者あるいは歌唱者自信においても心地よく聴こえるようにすべく、最終スピーカ出力にて所謂「うねり状態」を回避させ、また、主旋律ボーカルと異旋律ボーカルとのハーモニーのバランスを壊すことのないように、歌唱音声を好適に制御して違和感のない出力状態とするハーモニー音量調整機能を備えるカラオケシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、少なくとも第１マイク及び第２マイクを備えて、歌唱音声に対して音量圧縮を行うそれぞれ対応のエフェクタを介して、各マイクから入力された歌唱音声をミキシングアンプに出力させるカラオケシステムであって、マイク特定手段及びエフェクタ制御手段を有し、前記マイク特定手段は、演奏楽曲の主旋律音符データを取得すると共に、前記第１マイク及び第２マイクより歌唱音声を取得するもので、両方のマイクより同時に歌唱音声を取得した場合に、それぞれの歌唱音声が当該楽曲の主旋律音符データと同じ旋律であるか否かを判定し、同じ旋律と異なる旋律の歌唱音声が混在したハーモニー状態のときに、異なる旋律の歌唱音声が入力されたマイクを特定し、前記エフェクタ制御手段は、前記マイク特定手段により異なる旋律として特定されたマイクに対応する前記エフェクタに対し、前記入力歌唱音声に対して音量圧縮を行う起点とする音量レベルの閾値及び当該閾値を超えたときの音量圧縮比につき、デフォルト設定された閾値より低い閾値及びデフォルト設定された音量圧縮比より大きい音量圧縮比の少なくとも何れかに設定変更する、構成とする。

本発明によれば、複数のマイクから同時に取得したそれぞれの歌唱音声が当該楽曲の主旋律音符データと同じ旋律であるか否かを判定し、同じ旋律と異なる旋律の歌唱音声が混在したハーモニー状態のときに、異なる旋律の歌唱音声が入力されたマイクを特定し、当該マイクに対応するエフェクタに対し、入力歌唱音声に対して音量圧縮を行う起点とする音量レベルの閾値及び当該閾値を超えたときの音量圧縮比につき、デフォルト設定された閾値より低い閾値及びデフォルト設定された音量圧縮比より大きい音量圧縮比の少なくとも何れかに設定変更する構成とすることにより、任意のカラオケ楽曲を歌唱している最中で、ソロ楽曲の歌唱であってもハーモニー対応楽曲の歌唱であっても聴取者あるいは歌唱者自信がうるさく聴こえさせることなく心地よく聴こえるようにすることができ、また、最終スピーカ出力のうねりなどを回避し、特に、異なる旋律側の音量が過大となった歌唱音声を好適に制御する。しかも、ハーモニー対応楽曲の歌唱時、主旋律ボーカルと異旋律ボーカルとのハーモニーのバランスを壊すことなく、違和感のない出力状態とさせることができるものである。

本発明に係るカラオケシステムのハーモニー歌唱音量調整機能部分のブロック構成図である。 図１のマイク特定手段の処理説明図である。 図１のコンプ／リミッタ制御手段の制御説明図である。 図１のコンプ／リミッタ制御手段の他の制御説明図（１）である。 図１のコンプ／リミッタ制御手段の他の制御説明図（２）である。

以下、本発明の実施形態を図により説明する。ここでは、カラオケシステムに２本のマイクが使用される場合を示して説明するが、３本以上の場合であっても適用することができるものである。

図１に本発明に係るカラオケシステムのハーモニー歌唱音量調整機能部分のブロック構成図を示すと共に、図２に図１のマイク特定手段の処理説明図を示す。図１において、カラオケシステム１１は、第１マイク１２及び第２マイク１３が用意される。第１マイク１２からはリミッタとコンプレッサのエフェクタ（以下、「コンプ／リミッタ」と称する）としての第１コンプ／リミッタ（第１エフェクタ）１４、第１マイクアンプ１５を介してミキシングアンプ１６に歌唱音声が入力される。なお、エフェクタ自体は従前の装置（回路）を適用することができる。

また、第２マイク１３からは上記第１コンプ／リミッタ１４と同様の第２コンプ／リミッタ（第２エフェクタ）１７、第２マイクアンプ１８を介してミキシングアンプ１６に歌唱音声が入力される。上記第１及び第２マイクアンプ１５，１８は、入力される歌唱音声（歌唱音量）を設定されたゲインで増幅する回路であり、適宜ゲイン調整するボリウムを備える。上記ミキシングアンプ１６は、第１及び第２マイクアンプ１５，１８からの増幅された歌唱音声と、図示しない楽曲データベースより抽出された演奏楽曲の主旋律音符データを音楽演奏制御部２０を介してデコードされた音楽演奏データとをミキシングし、適宜ボリウムなどのゲイン調整機能で増幅してスピーカシステム１９より出力させるものである。

上記構成がカラオケシステム１１における基本的な構成要素であり、これに加えてマイク特定手段２１、エフェクタ制御手段であるコンプ／リミッタ制御手段２２及び記憶部２３を備える。当該記憶部２３には、第１テーブル２４、第２テーブル２５及び設定値２６の記憶領域が形成される。当該設定値２６は、上記第１及び第２コンプ／リミッタ１４，１７のそれぞれに対する閾値（スレッショレベル）及び圧縮比（コンプレッションレシオ）である。

上記第１テーブル２４は、総てのマイクである、第１マイク１２及び第２マイク１３に対して、同じ条件にて上記第１及び第２コンプ／リミッタ１４，１７のそれぞれに対する閾値及び圧縮比をデフォルト設定するためのテーブルである（図３で説明する）。また、上記第２テーブル２５は、第１マイク１２及び第２マイク１３の両方から歌唱音声が同時に取得され、後述のマイク特定手段２１による判定の結果により演奏楽曲の主旋律音符データの主旋律と異なる旋律とが混在した第２音声入力状態（ハーモニー状態）のときにおける特定した第１マイク１２又は第２マイク１３に対応する上記第１又は第２コンプ／リミッタ１４，１７のそれぞれに対する閾値及び圧縮比をデフォルト設定値から任意に設定変更するためのテーブルである（図３で説明する）。

上記マイク特定手段２１は、演奏楽曲の主旋律音符データを取得すると共に、第１マイク１２及び第２マイク１３より歌唱音声を取得するもので、両方のマイクより同時に歌唱音声を取得した場合に、それぞれの歌唱音声が当該楽曲の主旋律音符データと同じ旋律であるか否かを判定し、同じ旋律と異なる旋律の歌唱音声が混在したハーモニー状態のときに、異なる旋律の歌唱音声が入力されたマイクを特定するプログラムである。

例えば、図２に示すように、当該演奏楽曲の主旋律音符データの音高データ（主旋律音符音高データ）と第１マイク１２又は第２マイク１３より入力される歌唱音高データとを同期状態で差分を演算して比較し、当該差分データが一定の範囲内であるか否かで同じ旋律か否かを判定する。ここで、主旋律音符データは、例えばＭＩＤＩ（登録商標）データの場合に、当該楽曲のメロディをリードする特定の楽器（例えばリードギターなど）の音符データであり、この主旋律音符データにおける各音符データに対する音高データが主旋律音符音高データである。音高とは、いわゆる音の高さ（高低）であり、周波数で示される。なお、カラオケシステムが、ガイドメロディの音符データを保有している場合には、これが当該演奏楽曲の主旋律音符データであり、これを使用して上記判定を行ってもよい。

上記コンプ／リミッタ制御手段２２は、上記マイク特定手段２１における判定の結果により、何れかの歌唱音声が、演奏楽曲の主旋律音符データと同じ旋律と、当該同じ旋律に対して異なる旋律とが混在しているものと判定した場合の第２音声入力状態のときに、特定されたマイクに対応する第１コンプ／リミッタ１４又は第２コンプ／リミッタ１７に対し、入力歌唱音声に対して音量圧縮を行う起点とする音量レベルの閾値及び当該閾値を超えたときの音量圧縮比につき、デフォルト設定された閾値より低い閾値及びデフォルト設定された音量圧縮比より大きい音量圧縮比の少なくとも何れかに設定変更するプログラムである。

上記第１音声入力状態の場合のデフォルト設定される閾値及び圧縮比は、上記第１テーブル２４より設定されるもので設定値２６に記憶され、上記第２音声入力状態の場合の閾値及び圧縮比は、上記第２テーブル２５より設定されるもので設定値２６に記憶される（図３で説明する）。すなわち、第１コンプ／リミッタ１４及び第２コンプ／リミッタ１７のそれぞれには圧縮比と閾値がデフォルト設定され、、第２音声入力状態の場合として、例えば圧縮比はデフォルト設定値と同じとしたときに、任意に設定された閾値に設定変更されるものである。

なお、本実施形態では、第１マイク１２に対して第１コンプ／リミッタ１４を対応させ、また、第２マイク１３に対して第２コンプ／リミッタ１７を対応させ、それぞれの歌唱音声に対して独立して入力音声を圧縮させているが、本発明はこれに限らず、第１コンプ／リミッタ１４と第２コンプ／リミッタ１７を統合した１つのコンプ／リミッタで両方の歌唱音声に対応させてもよい。

そこで、図３に、図１のコンプ／リミッタ制御手段の制御説明図を示す。図３（Ａ）は、デフォルト設定対象の第１テーブル２４の一例であり、固定設定として、リミッタ（圧縮比１：∞）とするときのスレッショルド（閾値）が例えば「−５ｄＢ」で設定され、任意に例えばコンプレッションレシオ（圧縮比）が「１：５」と固定としたときのスレッショルド（閾値）ＴＨ１が「−１５ｄＢ」で選択されて記憶部２３の設定値２６にデフォルト設定値として記憶される。このデフォルト設定値が第１及び第２コンプ／リミッタ１４，１７の両方に同じ値でデフォルト設定される。

また、図３（Ｂ）は、上記第２音声入力状態となった場合における任意設定対象の第２テーブル２５の一例であり、固定設定として、リミッタ（圧縮比１：∞）とするときのスレッショルド（閾値）が例えば「−１０ｄＢ」で設定され、任意に例えばコンプレッションレシオ（圧縮比）が「１：５」と固定としたときのスレッショルド（閾値）ＴＨ２が「−２０ｄＢ」で選択されて記憶部２３の設定値２６に記憶される。

そこで、図３（Ｃ）において、上記マイク特定手段２１による判定した結果により、第１音声入力状態の場合、すなわち第１マイク１２及び／又は第２マイク１３からの歌唱音声が演奏楽曲の主旋律音符データと同じ旋律の場合に、第１コンプ／リミッタ１４又は第２コンプ／リミッタ１７は、第１及び／又は第２マイク１２，１３より入力された歌唱音声の音量レベルがスレッショルドＴＨ１「−１５ｄＢ」（デフォルト設定値）を超えた場合に、歌唱音量を圧縮比「１：３」（デフォルト設定値）に圧縮して対応する第１マイクアンプ１５及び／又は第２マイクアンプ１８に出力する。また、対応する第１マイク１２及び／又は第２マイク１３より入力された歌唱音声の音量レベルが第１音声入力状態リミッタ「−５ｄＢ」を超えた場合には圧縮比「１：∞」に圧縮して当該各マイクに対応する第１マイクアンプ１５及び／又は第２マイクアンプ１８に出力する。

一方、マイク特定手段２１の判定の結果において上記第２音声入力状態の場合、すなわち、例えば第２マイク１３（第１マイク１２でもよい）からの歌唱音声が演奏楽曲の主旋律音符データと同じ旋律と異なる旋律とが混在したハーモニー状態の場合に、コンプ／リミッタ制御手段２２が、当該マイク特定手段２１で当該異なる旋律として特定された第２マイク１３（第１マイク１２）に対応する第２コンプ／リミッタ１７（第１コンプ／リミッタ１４）に対して、設定値２６に基づきコンプレッションレシオ（圧縮比）が「１：５」で設定されたスレッショルド（閾値）ＴＨ２をＴＨ１「−１５ｄＢ」より低い「−２０ｄＢ」に設定変更する。

そして、第２コンプ／リミッタ１７（第１コンプ／リミッタ１４）は、第２マイク１３（第１マイク１２）より入力された歌唱音声の音量レベルがスレッショルドＴＨ２「−２０ｄＢ］を超えた場合に、歌唱音量を圧縮比「１：５」に圧縮して対応する第２マイクアンプ１８（第１マイクアンプ１５）に出力する。また、当該第２マイク１３（第１マイク１２）より入力された歌唱音声の音量レベルが第２音声入力状態リミッタ「−１０ｄＢ」を超えた場合に圧縮比「１：∞」に圧縮して対応する第２マイクアンプ１８（第１マイクアンプ１５）に出力するものである。

このように、コンプレッションレシオ（圧縮比）を共に同じ設定とし、ハーモニー状態の上記第２音声入力状態の場合に、異なる旋律として特定されたマイクのコンプ／リミッタに対してスレッショルド（閾値）ＴＨ２をスレッショルド（閾値）ＴＨ１より低く設定変更することから、マイクアンプのゲインを調整することなく、任意のカラオケ楽曲を歌唱している最中に、ハーモニー状態となっても全体的に聴取者に対してうるさく聴こえさせることなく、また、上記異なる旋律の歌唱音声が大きくなっても楽曲の主旋律音符データのもつ旋律を歌唱している音声が霞むことがなくスピーカシステム１９から最終スピーカ出力させることができ、これが頻繁に行われても第１又は第２コンプ／リミッタ１４，１７を制御することからうねりなどを回避することができ、聴取者にとって違和感のない出力状態とすることができるものである。

次に、図４及び図５に、図１のコンプ／リミッタ制御手段の他の制御説明図を示す。上述の図３では、第１及び第２音声入力状態に応じてコンプレッションレシオ（圧縮比）を固定してスレッショルド（閾値）を変化させた場合を示したが、図４はコンプレッションレシオを固定としてスレッショルドを変化させた場合であり、図５はコンプレッションレシオとスレッショルドとを共に変化させた場合である。

図４において、図４（Ａ）は、デフォルト設定対象の第１テーブル２４の一例であり、固定設定として、リミッタ（圧縮比１：∞）とするときのスレッショルド（閾値）が例えば「−５ｄＢ」で設定され、例えばスレッショルド（閾値）ＴＨ１「−１５ｄＢ」を固定基準として任意にコンプレッションレシオ（圧縮比）が「１：２」で選択されて記憶部２３の設定値２６にデフォルト設定値として記憶される。このデフォルト設定値が第１及び第２コンプ／リミッタ１４，１７の両方に同じ値でデフォルト設定される。

また、図４（Ｂ）は、上記第２音声入力状態となった場合における任意設定対象の第２テーブル２５の一例であり、固定設定として、リミッタ（圧縮比１：∞）とするときのスレッショルド（閾値）が例えば「−１０ｄＢ」で設定され、上記同様にスレッショルド（閾値）ＴＨ１「−１５ｄＢ」を固定として任意にコンプレッションレシオ（圧縮比）が「１：５」で選択されて記憶部２３の設定値２６に記憶される。

すなわち、図４（Ｃ）に示すように、上記マイク特定手段２１による判定した結果により、第１音声入力状態の場合、例えば第１マイク１２（第２マイク１３でもよい）より入力された歌唱音声の音量レベルがスレッショルドＴＨ１「−１５ｄＢ」（デフォルト設定値）を超えた場合に、第１コンプ／リミッタ１４（第２コンプ／リミッタ１７）は、歌唱音量を圧縮比「１：２」（デフォルト設定値）に圧縮して対応する第１マイクアンプ１５（第２マイクアンプ１８）に出力する。

また、マイク特定手段２１の判定の結果において上記第２音声入力状態の場合、コンプ／リミッタ制御手段２２が、当該マイク特定手段２１で当該異なる旋律として特定された第２マイク１３（第１マイク１２）に対応する第２コンプ／リミッタ１７（第１コンプ／リミッタ１４）に対して、設定値２６に基づきスレッショルドＴＨ１「−１５ｄＢ］で設定されたコンプレッションレシオ（圧縮比）を「１：２」（デフォルト設定値）より大きい「１：５」に設定変更する。

これによって、第２マイク１３（第１マイク１２）より入力された歌唱音声の音量レベルがスレッショルドＴＨ１「−１５ｄＢ］を超えた場合に、第２コンプ／リミッタ１７（第１コンプ／リミッタ１４）は、圧縮比「１：５」に圧縮してに対応する第２マイクアンプ１８（第１マイクアンプ１５）に出力されるものである。

このように、上記の第１及び第２音声入力状態に応じてコンプレッションレシオ（圧縮比）を固定としてスレッショルドを変化させる場合に止まらず、スレッショルドを固定としてコンプレッションレシオを変化させることも可能であり、上記同様の効果を奏することができるものである。

また、図５の場合において、図５（Ａ）は、デフォルト設定対象の第１テーブル２４の一例であり、固定設定として、リミッタ（圧縮比１：∞）とするときのスレッショルド（閾値）が例えば「−５ｄＢ」で設定され、任意に例えばスレッショルド（閾値）ＴＨ１が「−１５ｄＢ」で、コンプレッションレシオ（圧縮比）が「１：３」で選択されて記憶部２３の設定値２６にデフォルト設定として記憶される。このデフォルト設定値が第１及び第２コンプ／リミッタ１４，１７の両方に同じ値でデフォルト設定される。

また、図５（Ｂ）は、上記第２音声入力状態となった場合における任意設定対象の第２テーブル２５の一例であり、固定設定として、リミッタ（圧縮比１：∞）とするときのスレッショルド（閾値）が例えば「−１０ｄＢ」で設定され、任意に例えばスレッショルド（閾値）ＴＨ２が「−２０ｄＢ」で、コンプレッションレシオ（圧縮比）が「１：５」で選択されて記憶部２３の設定値２６に記憶される。

すなわち、図５（Ｃ）に示すように、上記マイク特定手段２１による判定した結果により、第１音声入力状態の場合、例えば第１マイク１２（第２マイク１３でもよい）より入力された歌唱音声の音量レベルがスレッショルドＴＨ１「−１５ｄＢ」（デフォルト設定値）を超えた場合に、第１コンプ／リミッタ１４（第２コンプ／リミッタ１７）は、歌唱音量を圧縮比「１：３」（デフォルト設定値）に圧縮して応する第１マイクアンプ１５（第２マイクアンプ１８）に出力する。

また、マイク特定手段２１の判定の結果において上記第２音声入力状態の場合、コンプ／リミッタ制御手段２２が、当該マイク特定手段２１で当該異なる旋律として特定された第２マイク１３（第１マイク１２）に対応する第２コンプ／リミッタ１７（第１コンプ／リミッタ１４）に対して、設定値２６に基づきスレッショルド（閾値）ＴＨ２をＴＨ１「−１５ｄＢ」より低い「−２０ｄＢ」に設定変更すると共に、コンプレッションレシオ（圧縮比）を「１：３」（デフォルト設定値）より大きい「１：５」に設定変更する。

これによって、第２マイク１３（第１マイク１２）より入力された歌唱音声の音量レベルがスレッショルドＴＨ２「−２０ｄＢ］を超えた場合に、第２コンプ／リミッタ１７（第１コンプ／リミッタ１４）は、圧縮比「１：５」に圧縮して対応する第２マイクアンプ１８（第１マイクアンプ１５）に出力されるものである。

このように、第１及び第２音声入力状態に応じてスレッショルド（閾値）とコンプレッションレシオ（圧縮比）を共に変化させることも可能であり、上記同様の効果を奏することができるものである。

本発明のハーモニー歌唱音量調整機能を備えるカラオケシステムは、カラオケの基本的機能を備えるカラオケ機器製造の分野に利用可能である。

１１ カラオケシステム
１２ 第１マイク
１３ 第２マイク
１４ 第１コンプ／リミッタ
１７ 第２コンプ／リミッタ
２１ マイク特定手段
２２ コンプ／リミッタ制御手段

Claims (1)

1. 少なくとも第１マイク及び第２マイクを備えて、歌唱音声に対して音量圧縮を行うそれぞれ対応のエフェクタを介して、各マイクから入力された歌唱音声をミキシングアンプに出力させるカラオケシステムであって、
   マイク特定手段及びエフェクタ制御手段を有し、
   前記マイク特定手段は、演奏楽曲の主旋律音符データを取得すると共に、前記第１マイク及び第２マイクより歌唱音声を取得するもので、両方のマイクより同時に歌唱音声を取得した場合に、それぞれの歌唱音声が当該楽曲の主旋律音符データと同じ旋律であるか否かを判定し、同じ旋律と異なる旋律の歌唱音声が混在したハーモニー状態のときに、異なる旋律の歌唱音声が入力されたマイクを特定し、
   前記エフェクタ制御手段は、前記マイク特定手段により異なる旋律として特定されたマイクに対応する前記エフェクタに対し、前記入力歌唱音声に対して音量圧縮を行う起点とする音量レベルの閾値及び当該閾値を超えたときの音量圧縮比につき、デフォルト設定された閾値より低い閾値及びデフォルト設定された音量圧縮比より大きい音量圧縮比の少なくとも何れかに設定変更する、
   ことを特徴とするハーモニー音量調整機能を備えるカラオケシステム。

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