JP5418524B2 - 楽曲データ修正装置 - Google Patents

Description

本発明は、楽曲データを修正する楽曲データ修正装置に関する。

従来、楽曲の伴奏を演奏し、その演奏された伴奏にあわせて、当該楽曲を利用者が歌唱するカラオケ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種のカラオケ装置で演奏される一般的な楽曲には、当該カラオケ装置の利用者が歌唱する区間であって、歌詞が割り当てられた歌唱区間と、利用者が歌唱しない区間であって、歌詞が割り当てられていない非歌唱区間とが設けられている。

そして、特許文献１に記載のカラオケ装置では、演奏中の楽曲において、歌唱区間に対しては、伴奏音全体の音量が低下するように制御し、非歌唱区間に対しては、伴奏音全体の音量が増加するように制御している。

特開平０７−１３５７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたカラオケ装置では、歌唱区間について、伴奏音全体の音量が低下するように制御しているため、当該楽曲においてリズムを刻む楽器の音量が低下し、当該カラオケ装置の利用者は演奏中の楽曲におけるリズムを取りにくくなるという問題があった。

つまり、特許文献１に記載されたカラオケ装置では、演奏中の楽曲が歌いにくくなるという問題があった。
そこで、本発明は、カラオケ装置にて演奏される楽曲が歌いやすくなるように楽曲データを修正する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、楽曲データ修正装置に関する。
本発明の楽曲データ修正装置では、楽曲データ取得手段が、少なくとも１種類の楽器の音を出力可能なカラオケ装置にて演奏される楽曲を表す楽曲データを取得する。ただし、楽曲データは、該楽曲にて歌唱されるべき旋律を表す少なくとも一つのメロディラインの演奏を担当する各楽器の音であるメロディ楽器音、該メロディラインに対する少なくとも一つの副次的な旋律の演奏を担当する各楽器の音であるハーモニー伴奏楽器音、及び該楽曲のリズムを刻む楽器の音であるリズム楽器音について、それぞれ、個々の楽音の音高、及び演奏開始タイミングが規定された楽譜トラックを有している。

そして、本発明の楽曲データ生成装置において、対象音域特定手段が、少なくとも楽曲データ取得手段で取得した楽曲データに基づいて、メロディ楽器音に対応する楽譜トラックに規定された楽音の最低音高から最高音高までの音高範囲であるメロディ音域を含むように規定された音域最低値から音域最高値までの音域である対象音域を特定すると、対象楽音特定手段が、ハーモニー伴奏楽器音に対応する各楽譜トラックに規定された楽音の中で、音高が、対象音域特定手段で特定された対象音域内である特定楽音を特定し、その特定した特定楽音を少なくとも含む楽音である対象楽音を特定する。

さらに、データ修正手段が、対象音域との重なりが低減するように、対象楽音特定手段で特定された対象楽音の音高をオクターブ単位で変更することで、楽曲データ取得手段で取得した楽曲データを修正した修正楽曲データを生成する。

本発明で言うハーモニー伴奏楽器音とは、副次的な旋律の演奏を担当する各楽器（以下、ハーモニー伴奏楽器とする）の音であり、例えば、リズム楽器（例えば、ドラムやシンバル）の音とは異なり、人の声と同じような周波数のスペクトル構造を有した音を出力する各楽器の音である。このハーモニー伴奏楽器として、例えば、ギターなどの撥弦楽器や、バイオリンなどの擦弦楽器、ピアノなどの打弦楽器、クラリネットなどの管楽器などが該当する。さらに、副次的な旋律とは、メロディラインとは異なる旋律であっても良いし、メロディラインの和音に相当する旋律であっても良い。

以上説明したように、本発明の楽曲データ修正装置にて生成される修正楽曲データでは、音高がメロディ音域内である楽音がハーモニー伴奏楽器音であれば、当該ハーモニー伴奏楽器音の音高がメロディ音域外となるように、当該楽曲データを生成したときに規定された音高（即ち、初期値）から変更されている。一方、メロディ楽器音及びリズム楽器音は、当該楽曲データを生成したときに規定された状態に維持される。

したがって、このような修正楽曲データに基づいてカラオケ装置にて演奏された楽曲は、ハーモニー伴奏楽器音の音高がメロディ音域内となることを低減でき、メロディラインを構成する楽音が明瞭となる。この結果、当該カラオケ装置の利用者にとって、メロディラインが聞き取りやすくなる。

さらに、本発明の楽曲データ修正装置においては、リズム楽器音に対応する各楽譜トラックにおける楽音は、楽曲データを生成したときの楽音に維持される。このため、本発明の楽曲データ修正装置にて生成された修正楽曲データに基づく楽曲をカラオケ装置で演奏すれば、当該楽曲のリズムは、カラオケ装置の利用者にとって、とりやすい状態に維持される。

また、本発明のカラオケ装置では、対象楽音の音高の変更を、オクターブ単位で実行している。人は、通常、同一の音名であればオクターブ（音階）が異なっても、同じ音として認識することが知られている。よって、当該カラオケ装置で修正された楽曲データであれば、当該カラオケ装置の利用者にとって、修正後の対象楽音を、修正前の対象楽音と同じ音として認識可能な状態に維持できる。さらには、修正楽曲データに基づく楽曲において、修正後の対象楽音が、当該楽曲のメロディラインを構成する楽音と不協和音となることを防止できる。

これらの結果、本発明の楽曲データ修正装置によれば、カラオケ装置にて演奏される楽曲を歌いやすくすることができる。換言すれば、本発明の楽曲データ修正装置によれば、カラオケ装置にて演奏される楽曲が歌いやすくなるように楽曲データを修正する技術を提供できる。

さらに、本発明における対象楽音特定手段は、ハーモニー伴奏楽器音に対応する個々の楽譜トラックに規定された全楽音のうち、特定楽音の占める割合が予め規定された規定割合以上である楽譜トラックそれぞれを表す対象楽譜トラックを特定し、その特定した対象楽譜トラックに規定された全ての楽音を、対象楽音としても良い（請求項２）。

つまり、本発明において、対象楽音の音高の変更は、楽譜トラック単位で実行しても良い。このような楽曲データ修正装置によれば、楽譜トラック単位で音高を変更することができ、簡易な方法で対象楽音の音高の変更、ひいては、修正楽曲データの生成を実現できる。

また、本発明におけるデータ修正手段は、修正楽曲データにおける対象楽譜トラックに規定された全楽音のうち、特定楽音が占める割合が、予め規定された特定割合以下となるまで繰り返し、修正楽曲データを生成しても良い（請求項３）。

このような楽曲データ修正装置によれば、修正楽曲データにおいて、対象音域内に音高が含まれるハーモニー伴奏楽器音をより確実に低減できる。
そして、本発明におけるデータ修正手段は、対象楽譜トラックに規定された楽音の音域の代表値である対象代表値が、対象音域における音域の代表値である音域代表値よりも高ければ、当該対象楽音の音高が修正前よりも高くなるように変更し、対象代表値が音域代表値よりも低ければ、当該対象楽音の音高が修正前よりも低くなるように変更しても良い（請求項４）。

このような楽曲データ修正装置によれば、対象楽音の音高を変更する際の変更量を、必要最小限とすることができる。
なお、ここで言う音域の代表値とは、音域を代表する値であり、例えば、音域の中心値（重心）でも良いし、音域の下限値でも良いし、音域の上限値でも良い。

ところで、本発明の楽曲データ修正装置では、楽曲データ取得手段で取得した楽曲データ、及びデータ修正手段で修正された修正楽曲データのうちの少なくとも一方に基づいて、楽曲演奏手段が、該楽曲データ及び該修正楽曲データのうちの少なくとも一方に対応する楽曲である特定楽曲を演奏し、音声データ取得手段が、楽曲演奏手段での特定楽曲の演奏中に入力される音声の波形を表す音声波形データを取得する。そして、少なくとも、音声データ取得手段で取得した音声波形データに基づいて、音高特定手段が、特定楽曲に規定された少なくとも１つの時間長である単位時間における音声の音高を表す歌唱音高を特定し、音高差分導出手段が、音高特定手段で特定された歌唱音高と、メロディ楽器音に対応する楽譜トラックに規定され、かつ該単位時間に対応する楽音の音高との差分である音高差分を導出しても良い。この場合、本発明における対象音域特定手段は、音高差分導出手段で導出した音高差分に基づいて、音域最低値及び音域最高値を規定しても良い（請求項５）。

このような本発明の楽曲データ修正装置によれば、音域最低値及び音域最高値を、音高差分（即ち、歌唱音高と楽音の音高とのズレ）に応じて規定することができる。
なお、本発明の楽曲データ修正装置においては、メロディラインとして、各々が異なる少なくとも二以上の旋律のそれぞれである歌唱旋律を含み、メロディ楽器音に対応する楽譜トラックが、歌唱旋律のそれぞれに対応して少なくとも二つ規定されていても良い。

この場合、本発明における音声データ取得手段は、各歌唱旋律に対して歌唱した音声の波形を表す音声データを、それぞれ、音声波形データとして取得し、音高特定手段は、音声データのそれぞれに基づいて、各音声の音高を表す音声音高を、歌唱音高として特定しても良い。さらに、本発明における音高差分導出手段は、音声音高のそれぞれと、該音声音高に対応する歌唱旋律の楽譜トラックに規定され、かつ該音声音高における単位時間に対応する楽音それぞれの音高との差分それぞれを表す中間差分を導出し、その導出された中間差分の中で、絶対値が最大である中間差分を音高差分として導出しても良い（請求項６）。

本発明で言う歌唱旋律とは、歌唱されるべき旋律の各々であり、例えば、楽曲がデュエット曲であれば、該デュエット曲を構成する複数のパートの各々が歌唱すべき旋律である。また、歌唱旋律は、特定楽曲にコーラスが含まれている場合、そのコーラスとして歌唱すべき旋律を含むものである。

このような楽曲データ修正装置によれば、複数人が特定楽曲を歌唱した場合に、特定楽曲のメロディラインを構成する楽音の音高を、より正確に歌唱できない歌唱者が発した声の音高に応じて、音域最低値及び音域最高値を規定することができる。

なお、本発明の楽曲データ修正装置においては、音域最低値として、最低音高よりも低い音高が、音域最高値として、最高音高よりも高い音高が、予め規定されていても良い。この場合、本発明における対象音域特定手段は、音域最低値が、音高差分の大きさに比例してより低い音高となるように、新たな音域最低値を規定し、音域最高値が、音高差分の大きさに比例してより高い音高となるように、新たな音域最高値を規定しても良い（請求項７）。

このような対象音域特定手段によれば、音高差分の大きさに比例して対象音域を拡大することができる。このため、利用者自身の声域と、対象音域とが重複する可能性を向上させることができ、修正楽曲データに基づく特定楽曲において、利用者自身の声域に音高が含まれる対象楽音を低減できる。

また、音域最低値として、最低音高よりも低い音高が、音域最高値として、最高音高よりも高い音高が、予め規定されている場合、本発明における対象音域特定手段は、音域最低値から音高差分シフトした音高を、新たな音域最低値として規定し、音域最高値から音高差分シフトした音高を、新たな音域最高値として規定しても良い（請求項８）。

このような対象音域特定手段によれば、音高差分に応じて対象音域をシフトすることができる。このため、利用者自身の声域と、対象音域とが重複する可能性を向上させることができる。

これらの楽曲データ修正装置にて生成された修正楽曲データに基づく演奏に応じて歌唱した利用者は、利用者自身が歌唱した声をより聞き取りやすくなり、楽曲データに対応する楽曲が歌いやすくなる。

本発明が適用された楽曲データ修正装置の概略構成を示すブロック図である。 楽譜トラックの概要を示す図である。 第一実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理の処理手順を示すフローチャートである。 ＭＩＤＩアレンジ処理においてメロディ音域、及び対象楽譜トラックを特定する手法を示す図である。 第一実施形態におけるシフト量導出処理の処理手順を示すフローチャートである。 第一実施形態において、取得楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係、及び修正楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係を示す図である。 第一実施形態において、取得楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係、及び修正楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係を示す図である。 第二実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理の処理手順を示すフローチャートである。 第二実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理において、対象音域を特定する手法を説明する図である。 第二実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理において、対象音域を特定する手法を説明する図である。 第二実施形態におけるシフト量導出処理の処理手順を示すフローチャートである。 第二実施形態において、取得楽曲データにおける対象音域と対象トラック音域との関係、及び修正楽曲データにおける対象音域と対象トラック音域との関係を示す図である。 第三実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理の処理手順を示すフローチャートである。 第三実施形態におけるメロディ音域とコーラス音域と対象音域との関係を示す図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第一実施形態］
本発明が適用された楽曲データ修正装置は、カラオケ装置にて演奏される楽曲を表す楽曲データを修正する装置である。以下、楽曲データ修正装置にて修正した楽曲データを修正楽曲データと称す。

なお、実施形態における楽曲データ修正装置は、図１に示すカラオケ装置１０の一つの機能として実現されている。このカラオケ装置１０は、楽曲データや修正楽曲データに基づいて、それらデータに対応する楽曲を演奏する装置である。

この楽曲データ（ここでは、修正楽曲データも含む）によって表わされる楽曲とは、作曲者が作曲した楽曲を、カラオケの用途のために編曲した楽曲である。この楽曲は、通常、当該楽曲にて歌唱されるべき旋律を表すメロディラインと、そのメロディラインに対する副次的な旋律を表す少なくとも一つの伴奏メロディと、当該楽曲のリズムを表すリズム旋律とを有する。

なお、本実施形態におけるメロディラインには、当該カラオケ装置１０の利用者が歌唱すべき少なくとも１つの旋律（以下、歌唱旋律とする）として、主たる歌唱旋律（いわゆるガイドメロディ）を含む。ここで言う伴奏メロディとは、メロディラインとは異なる旋律でも良いし、メロディラインの和音に相当する旋律でも良い。
〈カラオケ装置について〉
図１に示すように、カラオケ装置１０は、通信部１１と、入力受付部１２と、表示部１３と、音声入力部１４，１５と、音声出力部１６と、音源モジュール１７と、記憶部１８と、制御部２０とを備えている。

このうち、通信部１１は、カラオケ装置１０をネットワーク（例えば、専用回線やＷＡＮ）に接続し、その接続されたネットワークを介して外部と通信を行うものである。
入力受付部１２は、外部からの操作に従って情報や指令の入力を受け付ける入力機器（例えば、リモートコントローラ）である。表示部１３は、画像を表示する表示装置（例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ等）である。また、音声入力部１４、１５は、それぞれ、音声を電気信号に変換して制御部２０に入力する装置（いわゆるマイクロホン）である。音声出力部１６は、制御部２０からの電気信号を音声に変換して出力する装置（いわゆるスピーカ）である。

さらに、音源モジュール１７は、楽曲データに基づいて、予め規定された種類の楽器の音（以下、楽器音とする）を出力する装置である。本実施形態においては、音源モジュール１７は、周知のＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）音源によって構成されている。そして、音源モジュール１７にて出力される楽器音は、鍵盤楽器（例えば、ピアノやパイプオルガンなど）の楽器音、弦楽器（例えば、バイオリンやビオラ、ギター、ベース、琴など）の楽器音、打楽器（例えば、ドラムやシンバル、ティンパニー、木琴、ビブラフォンなど）の楽器音、及び管楽器（例えば、クラリネットやトランペット、フルート、尺八など）の楽器音などである。

次に、楽曲データは、楽曲を区別するデータである識別データと、当該楽曲の歌詞を表す歌詞データと、当該楽曲にて用いられる楽器各々についての楽譜を表す楽譜トラックとを少なくとも有し、周知のＭＩＤＩ規格によって表されている。

楽譜トラックとしては、メロディラインに対応するデータと、伴奏メロディに対応するデータと、リズム旋律に対応するデータとが予め生成されている。つまり、楽譜トラックには、メロディラインの演奏を担当する各楽器（以下、メロディ楽器とする）に対応する楽譜トラック、伴奏メロディの演奏を担当する各楽器（以下、伴奏メロディ楽器とする）に対応する楽譜トラック、リズム旋律の演奏を担当する各楽器（以下、リズム楽器とする）に対応する楽譜トラックが存在する。

なお、実施形態においては、メロディ楽器として、例えば、ビブラフォンが規定され、リズム楽器として、例えば、ドラムやシンバルなどが規定されている。また、実施形態における伴奏メロディ楽器には、当該伴奏メロディ楽器の楽器音における周波数のスペクトル構造が人の声と同様のスペクトル構造（即ち、倍音構造）となる楽器（以下、ハーモニー伴奏楽器とする）が含まれる。このハーモニー伴奏楽器には、例えば、バイオリンやビオラ、ギター、ベース（いわゆるベースギター）などが含まれる。

各楽譜トラックには、楽器の種類に応じてインデックス番号が割り振られており、このインデックス番号によって、各楽譜トラックに対応する楽器の種類をカラオケ装置１０が特定可能となる。

ところで、各楽譜トラックに規定される内容には、個々の楽音（即ち、楽器音）の音符長、個々の楽音の音高（いわゆるノートナンバー）、個々の楽音の強さ（いわゆるアタック、ベロシティ、ディケイなど）がある。

ただし、楽譜トラックでの音符長は、当該楽音（楽器音）の出力を開始する、当該楽曲の演奏開始からの時刻を表す演奏開始タイミング（いわゆるノートオンタイミング）と、当該楽音の出力を終了する、当該楽曲の演奏開始からの時刻を表す終了タイミング（いわゆるノートオフタイミング）とによって規定されている。

つまり、各楽譜トラックは、図２に示すように、時間の進行に沿った楽音それぞれについて、ノートナンバー、ノートオンタイミング、及びノートオフタイミングが規定されることによって、当該楽曲を演奏する各楽器の楽譜を表している。

また、記憶部１８は、記憶内容を読み書き可能に構成された不揮発性の記憶装置（例えば、ハードディスク装置）である。この記憶部１８には、処理プログラムや、通信部１１を介して取得された楽曲データが少なくとも格納される。

制御部２０は、電源が切断されても記憶内容を保持する必要がある処理プログラムやデータを格納するＲＯＭ２１と、処理プログラムやデータを一時的に格納するＲＡＭ２２と、ＲＯＭ２１やＲＡＭ２２に記憶された処理プログラムに従って各処理（各種演算）を実行するＣＰＵ２３とを少なくとも有した周知のコンピュータを中心に構成されている。なお、実施形態において、制御部２０は、音声入力部１５の各々、即ち、音声入力部１５を介して入力される電気信号の各々を識別可能に構成されている。

なお、本実施形態における処理プログラムとして、入力受付部１２を介して指定された楽曲（以下、対象楽曲とする）に対応する楽曲データを、カラオケ装置１０の利用者が歌唱しやすい楽曲に対応する楽曲データとなるように修正する（即ち、修正楽曲データを生成する）ＭＩＤＩアレンジ処理の処理手順を表した処理プログラムが予め用意されている。
〈ＭＩＤＩアレンジ処理について〉
次に、制御部２０が実行するＭＩＤＩアレンジ処理について説明する。

ここで、図３は、ＭＩＤＩアレンジ処理の処理手順を示すフローチャートである。
このＭＩＤＩアレンジ処理は、入力受付部１２を介して起動指令が入力されると、実行が開始されるものである。

このＭＩＤＩアレンジ処理は、起動されると、図３に示すように、まず、対象楽曲に対応する楽曲データを取得する（Ｓ１１０）。続いて、Ｓ１１０にて取得した楽曲データ（以下、取得楽曲データと称す）に基づいて、対象楽曲におけるメロディ音域を特定する（Ｓ１２０）。

具体的には、取得楽曲データのメロディ楽器に対応する楽譜トラックから、当該楽譜トラックに規定されているガイドメロディを構成する全ての楽音の音高についての度数分布（即ち、ヒストグラム）を求める。図４（Ａ）に示すように、その求めた度数分布において、度数が予め規定された音高閾値ｔｈｆ以上となる音高（ノートナンバー）の中で、最も低い音高を最低音高ｍｐｍｉｎとして特定する。さらに、度数分布において、度数が音高閾値ｔｈｆ以上となる音高（ノートナンバー）の中で、最も高い音高を最高音高ｍｐｍａｘとして特定する。それら特定された最低音高ｍｐｍｉｎから最高音高ｍｐｍａｘまでの音高範囲（ノートナンバーの範囲）を、メロディ音域として特定する。

さらに、Ｓ１２０で特定したメロディ音域を包括する音高の範囲を表す対象音域を特定する（Ｓ１３０）。
具体的には、音高が最低音高ｍｐｍｉｎよりも予め規定された音高α分低い音高を、音域最低値ｓｐｍｉｎとして、音高が最高音高ｍｐｍａｘよりも予め規定された音高α分高い音高を、音域最高値ｓｐｍａｘとして特定する。そして、それらの特定した音域最低値ｓｐｍｉｎから音域最高値ｓｐｍａｘまでの音高範囲（ノートナンバーの範囲）を、対象音域として特定する。なお、音高αは、例えば、聴覚フィルタの半分の幅に対応する音高とすれば良い。

続いて、本ＭＩＤＩアレンジ処理にて修正を加える対象とする楽譜トラック（以下、対象楽譜トラックとする）を特定する（Ｓ１４０）。
実施形態においては、ハーモニー伴奏楽器に対応する全ての楽譜トラックの中で、予め規定した規定条件を満たす楽譜トラックを、それぞれ、対象楽譜トラックとして特定する。実施形態における規定条件とは、ハーモニー伴奏楽器に対応する１つの楽譜トラックに規定されている全ての楽音のうち、音高が対象音域内に含まれる楽音（以下、特定楽音とする）の割合が予め規定された規定割合以上であることである。

より具体的に本実施形態のＳ１４０では、取得楽曲データを構成する楽譜トラックの中で、ハーモニー伴奏楽器に対応する楽譜トラックの各々を特定する。そして、図４（Ｂ）に示すように、その特定したハーモニー伴奏楽器に対応する楽譜トラックのそれぞれについて、当該楽譜トラックに規定されている全ての楽音の音高についての度数分布（即ち、ヒストグラム）を求める。その求めた度数分布において、当該楽譜トラックに規定された全楽音の度数の総計に対して全特定楽音の度数の総計が占める割合（即ち、図４（Ｂ）においてハッチングを施した部分の面積）が、規定割合以上であれば、当該ハーモニー楽器に対応する楽譜トラックを、対象楽譜トラックとする。なお、対象楽譜トラックに規定されている全ての楽音が、それぞれ、本発明における対象楽音に相当する。

ただし、実施形態においては、ベースギターに対応する楽譜トラックを、ハーモニー楽器に対応する楽譜トラックとして取り扱わないこととする。つまり、実施形態においては、ベースギターに対応する楽譜トラックは、対象楽譜トラックから除外する。

本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理では、続いて、各対象楽譜トラックに規定された全ての楽音の音高（即ち、対象楽音）の変更量を表すシフト量ｋｉを、対象楽譜トラック毎に導出するシフト量導出処理を実行する（Ｓ１５０）。ただし、シフト量ｋｉの値は、オクターブ単位で表されている。また、記号ｉは、対象楽譜トラックを識別する番号を表す識別インデックスである。
〈シフト量導出処理について〉
次に、ＭＩＤＩアレンジ処理のＳ１５０にて実行されるシフト量導出処理について説明する。

ここで、図５は、シフト量導出処理の処理手順を示したフローチャートである。
この図５に示すように、シフト量導出処理が起動されると、まず、対象音域の代表値（以下、音域代表値とする）ｓｐｃを導出する（Ｓ２１０）。この音域代表値ｓｐｃは、具体的には、下記（１）式に従って導出される。

続いて、識別インデックスｉを初期値（ｉ＝１）に設定する（Ｓ２２０）。そして、設定された識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックに規定されている全ての楽音についての情報（音高（即ち、ノートナンバー）や演奏開始タイミングなど）を取得する（Ｓ２３０）。

さらに、Ｓ２３０にて取得した情報に基づいて、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックに規定された楽音の音高範囲の代表値（以下、対象代表値とする）ｈｐｃを導出する（Ｓ２４０）。この対象代表値ｈｐｃは、具体的には、下記（２）式に従って導出される。ただし、（２）式中のｈｐｍｉｎは、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックに規定された楽音の音高の中で、最も低い音高（以下、対象最低音高とする）であり、ｈｐｍａｘは、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックに規定された楽音の音高の中で、最も高い音高（以下、対象最高音高とする）である。

そして、音域代表値ｓｐｃと対象代表値ｈｐｃとの差分である代表値差分ｄｆｃを導出する（Ｓ２５０）。この代表値差分ｄｆｃは、具体的には、下記（３）式に従って導出される。

続いて、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉの値を初期値（ここでは、「１」）に設定する（Ｓ２６０）。そして、代表値差分ｄｆｃが「０」以上であるか否かを判定し（Ｓ２７０）、その判定の結果、代表値差分ｄｆｃが「０」以上であれば（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、対象楽音の音高が高くなるように、シフト量ｋｉの符号を「＋（正）」に設定する（Ｓ２８０）。一方、代表値差分ｄｆｃが「０」未満、即ち、負の値であれば（Ｓ２７０：ＮＯ）、対象楽音の音高が低くなるように、シフト量ｋｉの符号を「−（負）」に設定する（Ｓ２９０）。

続いて、Ｓ３００では、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックにおける全ての楽音を、そのＳ３００に移行した時点で設定されているシフト量ｋｉの符号に沿って、Ｓ３００に移行した時点で設定されているシフト量ｋｉの値シフトした当該全ての楽音（以下、仮想楽音と称す）の音高についての度数分布（即ち、ヒストグラム、以下、シフト音高度数分布とする）を求める。そして、Ｓ３００で求めたシフト音高度数分布に従って、音高が対象音域内である楽音（即ち、特定楽音）を特定する（Ｓ３１０）。

さらに、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックにおける全ての仮想楽音の中で、音高が対象音域内である仮想楽音が占める割合（以下、対象割合とする）が、予め規定された特定割合β以上であるか否かを判定する（Ｓ３２０）。そのＳ３２０での判定の結果、対象割合が特定割合β以上であれば（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、シフト量ｋｉの値を１つ増加する（ｋｉ＝ｋｉ＋１，Ｓ３３０）。ただし、Ｓ３３０では、シフト量ｋｉの値のみを増加し、シフト量ｋｉの符号は規定しない。その後、Ｓ２７０へと戻り、Ｓ３３０で規定した新たなシフト量ｋｉの値に従って、Ｓ２７０〜Ｓ３２０のステップを繰り返す。

一方、Ｓ３２０での判定の結果、対象割合が特定割合β未満であれば（Ｓ３２０：ＮＯ）、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉを記憶部１８に記憶する（Ｓ３４０）。このＳ３４０では、具体的には、Ｓ３４０に移行した時点で設定されているシフト量ｋｉの値及びシフト量ｋｉの符号の両方を、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉとして決定し、記憶部１８に記憶する。

つまり、シフト量導出処理では、シフト音高度数分布において、対象割合が特定割合β未満となるまで、Ｓ２７０〜Ｓ３２０のステップを繰り返し、シフト量ｋｉを導出する。そして、対象割合が特定割合β未満となると、その時点でのシフト量ｋｉの値及びシフト量ｋｉの符号の両方を、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉとして決定する。

さらに、シフト量導出処理では、対象楽譜トラックの識別インデックスｉを、１つ増加する（ｉ＝ｉ＋１）（Ｓ３５０）。続いて、対象楽譜トラックの識別インデックスｉが、先のＳ１４０にて特定された全ての対象楽譜トラックの数よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３６０）。このＳ３６０では、Ｓ３６０に移行した時点で設定されている識別インデックスｉが、全ての対象楽譜トラックの数を表す最大識別インデックスｉｍａｘ以下あれば（Ｓ３６０：ＮＯ）、対象楽譜トラックの識別インデックスｉが、全ての対象楽譜トラックの数よりも小さい、即ち、全ての対象楽譜トラックに対してシフト量ｋｉの導出が完了していないものとして、Ｓ２３０へと戻る。そのＳ２３０以降のステップでは、Ｓ３５０にて設定した新たな識別インデックスｉに従って、Ｓ２３０からＳ３６０のステップを繰り返す。

一方、Ｓ３６０に移行した時点で設定されている識別インデックスｉが、最大識別インデックスｉｍａｘよりも大きければ（Ｓ３６０：ＹＥＳ）、全ての対象楽譜トラックに対してシフト量ｋｉの導出が完了したものとして、本シフト量導出処理を終了して、ＭＩＤＩアレンジ処理のＳ１６０へと移行する。

ここで、ＭＩＤＩアレンジ処理（即ち、図３）へと説明を戻す。
シフト量導出処理の後に移行するＭＩＤＩアレンジ処理のＳ１６０では、対象楽譜トラックそれぞれに対し、シフト量導出処理で導出されたシフト量ｋｉに基づいて、対象楽譜トラックに規定された全楽音（即ち、対象楽音）の音高を変更する。

具体的に本実施形態のＳ１６０では、対象楽譜トラック（識別インデックスｉ）に規定された個々の楽音（即ち、対象楽音）の音高（即ち、予め規定されたノートナンバー）に、｛［（シフト量ｋｉの符号）（シフト量ｋｉの値）］×１２｝によって表される値（ノートナンバー）を加算する。

このＳ１６０を実行することで、各対象楽譜トラックに規定された個々の楽音の音高を、シフト量ｋｉの符号（即ち、シフトする方向）に沿って、シフト量ｋｉの値シフトした取得楽曲データが、修正楽曲データとして生成される。

ここで、図６（Ａ）は、取得楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係を示す図であり、図６（Ｂ）は、修正楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係を示す図である。また、図７（Ａ）は、取得楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係を示す図であり、図７（Ｂ）は、修正楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係を示す図である。

具体的に、図６（Ａ）に示すように、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについて、対象代表値ｈｐｃが音域代表値ｓｐｃよりも高く、対象楽譜トラックの音域が対象音域に重なる音域が６半音未満である場合を想定する。このとき、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉが「＋１」として導出され、本実施形態のＳ１６０では、このシフト量ｋｉに従って、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックに規定された全ての楽音の音高（即ち、対象額音）を１．０オクターブ高くする。この結果、図６（Ｂ）に示すように、音高が変更された後の対象代表値ｈｐｃ'、即ち、音高が変更された後の対象最高音高ｈｐｍａｘ'から対象最低音高ｈｐｍｉｎ'までの音高の範囲は、対象音域に重なる音域が低減するように、変更前に比べて１オクターブ高くなる。

また、図７（Ａ）に示すように、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについて、対象代表値ｈｐｃが音域代表値ｓｐｃよりも低く、対象楽譜トラックの音域が対象音域に重なる音域が、６半音以上１２半音未満である場合を想定する。このとき、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉが「−２」として導出され、本実施形態のＳ１６０では、このシフト量ｋｉに従って、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックに規定された全ての楽音（即ち、対象楽音）の音高を２．０オクターブ低くする。この結果、図７（Ｂ）に示すように、音高が変更された後の対象代表値ｈｐｃ'、即ち、音高が変更された後の対象最高音高ｈｐｍａｘ'から対象最低音高ｈｐｍｉｎ'までの音高の範囲は、対象音域に重なる音域が低減するように、変更前に比べて２オクターブ低くなる。

換言すれば、本実施形態のＳ１５０及びＳ１６０では、対象楽譜トラックに規定された全ての楽音（即ち、対象楽音）の音高を、対象音域内に含まれる当該音高が低減するように、シフト量ｋｉに従ってオクターブ単位で変更（シフト）している。

続いて、Ｓ１６０にて生成された修正楽曲データを出力する（Ｓ１７０）。このＳ１７０における修正楽曲データの出力とは、Ｓ１６０にて生成した修正楽曲データを記憶部１８に格納することでも良いし、通信部１１を介してネットワークに接続された外部機器に出力することでも良い。また、Ｓ１７０における修正楽曲データの出力とは、Ｓ１６０にて生成した修正楽曲データに対応する楽曲を演奏して、演奏音を音声出力部１６から放音して、歌詞データに基づく歌詞を表示部１３に表示することでも良い。

その後、本ＭＩＤＩアレンジ処理を終了し、次の起動指令が入力されるまで待機する。
以上説明したように、カラオケ装置１０では、取得楽曲データを構成する楽譜トラックの中で、ハーモニー伴奏楽器音に対応する楽譜トラックを特定し、その特定した楽譜トラックのそれぞれが規定条件を満たすか否かを判定する。この判定の結果、規定条件を満たす楽譜トラック（即ち、対象楽譜トラック）については、対象音域に重なる楽音が低減するように、当該楽譜トラックに規定された楽音の音高を、オクターブ単位でシフトして楽曲データを修正する。ただし、規定条件とは、楽譜トラックに規定されている全ての楽音の音高についての度数分布において、当該楽譜トラックに規定された全楽音の度数の総計に対して特定楽音の度数の総計が占める割合が、規定割合以上となることである。

なお、カラオケ装置１０にて生成される修正楽曲データは、メロディ楽器音やリズム楽器音に対応する楽譜トラックについては、当該楽曲データを生成したときに規定された状態に維持される。
［第一実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理によって生成される修正楽曲データは、音高がメロディ音域内に含まれるハーモニー伴奏楽器音を低減できる。

よって、この修正楽曲データをカラオケ装置１０で演奏すれば、対象楽曲におけるメロディライン、即ち、ガイドメロディを構成する楽音が明瞭となり、カラオケ装置１０の利用者にとって、ガイドメロディが聞き取りやすくなる。

しかも、本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理では、対象楽音の音高の変更を、オクターブ単位で実行している。人は、通常、同一の音名であればオクターブ（音階）が異なっても、同じ音として認識することが知られている。よって、当該カラオケ装置１０で生成した修正楽曲データであれば、当該カラオケ装置１０の利用者にとって、修正後の対象楽音を、修正前の対象楽音と同じ音として認識可能な状態に維持できる。

また、本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理を実行することで生成される修正楽曲データにおいては、リズム楽器音に対応する各楽譜トラックにおける楽音が、楽曲データを生成したときの楽音、即ち、初期値に維持される。このような修正楽曲データに基づく楽曲をカラオケ装置１０で演奏すれば、当該楽曲のリズムは、カラオケ装置１０の利用者にとって、とりやすい状態に維持される。

さらに、本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理では、対象楽音の音高の変更をオクターブ単位で実行するため、修正楽曲データに基づく楽曲において、修正後の対象楽音が、当該楽曲のメロディラインを構成する楽音と不協和音となることを抑制できる。

これらの結果、カラオケ装置１０によれば、当該カラオケ装置１０にて演奏される楽曲を歌いやすくすることができる。換言すれば、カラオケ装置１０によれば、カラオケ装置１０にて演奏される楽曲が歌いやすくなるように楽曲データを修正する技術を提供できる。
［第一実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
上記第一実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。

上記第一実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１１０が、本発明の楽曲データ取得手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１２０及びＳ１３０が、本発明の対象音域特定手段に相当する。さらに、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１４０が、本発明の対象楽音特定手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１５０及びＳ１６０が、本発明のデータ修正手段に相当する。
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。

第二実施形態におけるカラオケ装置１０は、第一実施形態におけるカラオケ装置１０とは、制御部２０が実行するＭＩＤＩアレンジ処理の処理内容が異なるのみである。このため、第二実施形態のカラオケ装置１０では、第一実施形態のカラオケ装置１０と同一の構成には、同様の符号を付して説明を省略し、第一実施形態のカラオケ装置１０とは異なるＭＩＤＩアレンジ処理を中心に説明する。

本実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理は、対象楽曲に対応する楽曲データに基づいて、対象楽曲を演奏すると共に、その対象楽曲の演奏中に、カラオケ装置１０の利用者が歌唱しやすい楽曲となるように当該楽曲データを修正する（即ち、修正楽曲データを生成する）処理である。
〈ＭＩＤＩアレンジ処理について〉
次に、本実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理について説明する。

ここで、図８は、本実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理の処理手順を示したフローチャートである。
本実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理は、入力受付部１２を介して起動指令が入力されると、実行が開始されるものである。

このＭＩＤＩアレンジ処理は、起動されると、図８に示すように、まず、対象楽曲に対応する楽曲データを取得する（Ｓ４１０）。続いて、Ｓ４１０にて取得した楽曲データ（即ち、取得楽曲データ）に基づいて、対象楽曲におけるメロディ音域を特定する（Ｓ４２０）。このＳ４２０にてメロディ音域を特定する方法は、第一実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１２０と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

そして、楽曲データに基づいて、対象楽曲が演奏されるように、再生演奏処理を制御部２０に実行させる再生指令を出力する（Ｓ４３０）。この再生指令によって実行される再生演奏処理は、少なくとも楽曲データ（ここでは、取得楽曲データ、及び後述するＳ５００にて生成される修正楽曲データのうちの一方）を読み込み、その読み込んだ楽曲データに対応する楽曲（以下、特定楽曲とする）の演奏を実行し、演奏音を音声出力部１６から放音すると共に、歌詞データに基づく歌詞を表示部１３に表示する周知の処理である。ただし、本実施形態における再生演奏処理では、楽曲データを、対象楽曲の時間軸に沿って予め規定された単位区間毎に読み込み、特定楽曲の演奏を単位区間毎に実行可能とされている。

この単位区間とは、ガイドメロディを形成する各楽音の時間長に相当する区間であることが好ましい。ただし、単位区間は、これに限るものではなく、予め規定された数の小節に相当する時間長でも良いし、予め規定されたフレーズ（例えば、ＡメロやＢメロ、サビ）に相当する時間長でも良い。

続いて、音声入力部１４または音声入力部１５を介して順次入力される音の波形を表す歌声波形データを取得する（Ｓ４４０）。カラオケ装置１０において、再生演奏処理の実行中、即ち、特定楽曲の演奏中に、音声入力部１４または音声入力部１５を介して入力される音は、通常、カラオケ装置１０の利用者が発した歌声である。

さらに、カラオケ装置１０の利用者が、ガイドメロディを構成する個々の楽音に対して発した歌声の周波数（以下、歌声音高と称す）ｖｆ₀を、Ｓ４４０で取得した歌声波形データ及び取得楽曲データに基づいて、時間軸に沿って推定する（Ｓ４５０）。

具体的に本実施形態のＳ４５０では、Ｓ４４０にて歌声波形データを取得すると、その取得した歌声波形データに基づいて、歌声の周波数（以下、瞬時音高周波数ｖｆ０_tと称す）を単位時間毎に特定する。そして、その単位時間毎に特定した瞬時音高周波数ｖｆ０_tを、ガイドメロディを形成する楽音の各々に対応する区間（本実施形態では、単位区間）毎に平均化及び平滑化することで、当該区間に対する歌声音高ｖｆ０を導出する。ただし、単位時間は、単位区間よりも短い時間長であり、例えば、ガイドメロディを形成する楽音の中で演奏時間が最も短い楽音の演奏時間長よりも短い時間長である。なお、瞬時音高周波数ｖｆ０_tを特定する方法としては、時間軸上の自己相関を用いる方法や、周波数スペクトルの自己相関を用いる方法など、周知の手法を用いれば良いため、ここでの詳しい説明は省略する。

続いて、Ｓ４５０で導出された歌声音高ｖｆ０と、当該歌声音高ｖｆ０に対応する楽音の音高ｎ０との音高差（以下、音高差分と称す）ＤＮを導出する（Ｓ４６０）。
本実施形態のＳ４６０では、具体的に、Ｓ４５０にて導出した瞬時音高周波数ｖｆ０_tを、下記（４）式に代入して、瞬時音高差ｄｎ_tを導出する。ただし、添え字ｔは、１つの単位区間に含まれる単位時間（ｔ＝１〜ｍ）を表し、ｎ０_tは、当該単位区間における楽音の各単位時間での音高を表す。

そして、瞬時音高差ｄｎ_tに従って、下記（５）式により、単位区間での音高差分ＤＮを導出する。なお、（５）式におけるｍは、単位時間の数を表し、（５）式におけるｒｏｕｎｄは、入力値を整数に近似して返答する関数である。

すなわち、（４）式及び（５）式は、歌声音高ｖｆ０と、該歌声音高ｖｆ０に対応し、かつガイドメロディを形成する楽音の音高ｎ０（ノートナンバー）との差分を、代入された歌声音高ｖｆ０を音高（ノートナンバー）に変換した上で求める式である。

続いて、Ｓ４６０で導出した音高差分ＤＮと、取得楽曲データとに基づいて、対象音域を特定する（Ｓ４７０）。
具体的に本実施形態のＳ４７０では、第一実施形態における対象音域と同様、最低音高ｍｐｍｉｎよりも予め規定された音高α分低い音高を、音域最低値ｓｐｍｉｎとして、最高音高ｍｐｍａｘよりも予め規定された音高α分高い音高を、音域最高値ｓｐｍａｘとして特定する。そして、その特定した音域最低値ｓｐｍｉｎから音域最高値ｓｐｍａｘまでの音高範囲（以下、基準範囲とする）を音高差分ＤＮに基づいて補正した音高範囲を、対象音域として特定する。

本実施形態において、音高差分ＤＮに基づく補正とは、音高差分ＤＮに基づいて基準範囲を拡大することでも良いし、音高差分ＤＮに基づいて基準範囲をシフトさせることでも良い。

前者の場合、（６）式に基づいて、新たな音域最低値ｓｐｍｉｎ'を導出し、（７）式に基づいて、新たな音域最高値ｓｐｍａｘ'を導出する。その上で、音域最低値ｓｐｍｉｎ'から音域最高値ｓｐｍａｘ'までの音域（ノートナンバーの範囲）を対象音域として特定する。ただし、（６）式、及び（７）式におけるＫは、予め規定された「１」以上の定数である。また、（６）式、及び（７）式におけるｒｏｕｎｄは、入力値を整数に近似して返答する関数である。

|ＤＮ|（ＤＮの絶対値）は、通常、1以上の値である。なお、本実施形態においては、|ＤＮ|が０（ゼロ）である場合には、ｓｐｍｉｎ'、及びｓｐｍａｘ'の導出を禁止しても良い。

すなわち、この方法では、図９（Ａ）に示す基準範囲が音高差分ＤＮに比例して拡大され、図９（Ｂ）に示す対象音域が特定される。
一方、音高差分ＤＮに基づく補正のうち、後者の方法の場合、（８）式に基づいて、新たな音域最低値ｓｐｍｉｎ'を導出し、（９）式に基づいて、新たな音域最高値ｓｐｍａｘ'を導出する。ただし、本実施形態においては、（８）式で導出される音域最低値ｓｐｍｉｎ'が最低音高ｍｐｍｉｎより高い音高である場合、最低音高ｍｐｍｉｎを音域最低値ｓｐｍｉｎ'とし、（９）式で導出される音域最高値ｓｐｍａｘ'が最高音高ｍｐｍａｘよりも低い音高である場合、最高音高ｍｐｍａｘを音域最高値ｓｐｍａｘ'とする。

そして、音域最低値ｓｐｍｉｎ'から音域最高値ｓｐｍａｘ'までの音域（ノートナンバーの範囲）を対象音域として特定する。
すなわち、この方法では、図１０（Ａ）に示す基準範囲を音高差分ＤＮシフトすることで、図１０（Ｂ）に示す対象音域が特定される。

続いて、対象楽譜トラックを特定する（Ｓ４８０）。このＳ４８０にて対象楽譜トラックを特定する方法は、第一実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１４０と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

さらに、Ｓ４８０にて特定した各対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉを導出するシフト量導出処理を実行する（Ｓ４９０）。本実施形態におけるシフト量導出処理は、第一実施形態におけるシフト量導出処理とは、処理内容が、以下の点で異なるものの、略同様の内容であるため、異なる点のみ説明し、処理の詳細な内容については、説明を省略する。

具体的には、図１１に示すように、本実施形態におけるシフト量導出処理は、第一実施形態におけるシフト量導出処理の処理内容から、Ｓ２１０での音域代表値ｓｐｃの導出、Ｓ２４０での対象代表値ｈｐｃの導出、Ｓ２５０での代表値差分ｄｆｃの導出が省略されている。さらに、第一実施形態のシフト量導出処理におけるＳ２７０では、代表値差分ｄｆｃが「０」以上であるか否かを判定していたが、本実施形態のシフト量導出処理におけるＳ２７０においては、音高差分ＤＮが「０」以上であるか否かを判定する。すなわち、本実施形態のシフト量導出処理におけるＳ２７０では、第一実施形態のシフト量導出処理におけるＳ２７０の説明及び図５に記載された「代表値差分ｄｆｃ」を、「音高差分ＤＮ」に読み替える。そして、本実施形態のシフト量導出処理では、音高差分ＤＮが「０」未満であれば（Ｓ２７０：ＮＯ）、シフト量ｋｉの符号を「＋（正）」に設定し（Ｓ２８０）、音高差分ＤＮが「０」以上であれば（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、シフト量ｋｉの符号を「−（負）」に設定する（Ｓ２９０）。

ここで説明をＭＩＤＩアレンジ処理（図８）へと戻し、本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理のＳ５００では、対象楽譜トラックそれぞれに対し、シフト量導出処理で導出されたシフト量ｋｉに基づいて、対象楽譜トラックに規定された全楽音（即ち、対象楽音）の音高を変更する。このＳ５００において、対象楽音の音高を変更する方法は、第一実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１６０と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

ここで、図１２（Ａ）は、取得楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係を示す図であり、図１２（Ｂ）は、修正楽曲データにおける対象音域と対象楽譜トラックの音域との関係を示す図である。

図１２（Ａ）に示すように、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについて、音高差分ＤＮが「０」よりも大きい場合を想定する。このとき、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉが「−２」となると、本実施形態のＳ５００では、このシフト量ｋｉに従って、識別インデックスｉに対応する対象楽譜トラックに規定された全ての楽音（即ち、対象楽音）の音高を２．０オクターブ低くする。この結果、図１２（Ｂ）に示すように、音高が変更された後の対象最高音高ｈｐｍａｘ'から対象最低音高ｈｐｍｉｎ'までの音高の範囲は、対象音域に重なる音域が低減するように、変更前に比べて２オクターブ低くなる。

換言すれば、本実施形態のＳ４９０及びＳ５００では、各対象楽譜トラックに規定された個々の楽音の音高を、シフト量ｋｉの符号（即ち、シフトする方向）に沿って、シフト量ｋｉの値シフトすることで修正した取得楽曲データを、修正楽曲データとして生成する。

続いて、取得楽曲データに規定された全ての楽音について演奏が完了したか否かを判定する（Ｓ５１０）。このＳ５１０での判定の結果、全ての楽音について、演奏が完了していなければ（Ｓ５１０：ＮＯ）、Ｓ４４０へと戻る。ただし、再生演奏処理では、現サイクルにて読み込んだ単位区間の次の単位区間について楽曲データを読み込み、特定楽曲を演奏する。このとき読み込まれる楽曲データは、Ｓ５００にて生成された修正楽曲データであり、その修正楽曲データが有する規定条件を満たすハーモニー伴奏楽器音は、先のＳ５００にて音高がシフトされたものである。

一方、Ｓ５１０での判定の結果、全ての楽音について演奏が完了していれば（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、本ＭＩＤＩアレンジ処理を終了し、次の起動指令が入力されるまで待機する。
［第二実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理によれば、取得楽曲データに基づく楽曲の演奏中に、当該楽曲を修正することができる。

このため、本実施形態のカラオケ装置１０によれば、当該カラオケ装置１０の利用者にとって歌いにくい楽曲を、その楽曲を歌唱している際に、歌唱しやすい楽曲へと変更できる。

また、本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理によれば、音域最低値ｓｐｍｉｎ'及び音域最高値ｓｐｍａｘ'を、音高差分（即ち、歌唱音高と楽音の音高とのズレ）に応じて規定することができる。

この結果、カラオケ装置１０の利用者自身が発生する声の音高範囲と、対象音域とが重複する可能性を向上させることができ、特定楽曲において、音高が利用者自身の声域に含まれる対象楽音を低減できる。
［第二実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
上記第二実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。

上記第二実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４１０が、本発明の楽曲データ取得手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４２０及びＳ４７０が、本発明の対象音域特定手段に相当する。さらに、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４８０が、本発明の対象楽音特定手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４９０及びＳ５００が、本発明のデータ修正手段に相当する。

上記第二実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４３０が、本発明の楽曲演奏手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４４０が、本発明の音声データ取得手段に相当する。さらに、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４５０が、本発明の音高特定手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４６０が、本発明の音高差分導出手段に相当する。
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について説明する。

第三実施形態におけるカラオケ装置１０は、第二実施形態におけるカラオケ装置１０とは、主として、制御部２０が実行するＭＩＤＩアレンジ処理の処理内容が異なる。このため、本実施形態では、第一実施形態及び第二実施形態のカラオケ装置１０と同一の構成には、同様の符号を付して説明を省略し、第一実施形態及び第二実施形態のカラオケ装置１０とは異なる点を中心に説明する。

まず、本実施形態におけるメロディラインには、歌唱旋律として、主たる歌唱旋律（いわゆるガイドメロディ）と、主たる歌唱旋律とは異なる少なくとも１つの歌唱旋律（以下、コーラス旋律と称す）とを含む。このコーラス旋律には、例えば、楽曲にコーラスパートが含まれていれば、そのコーラスパートとして歌唱される、主たる歌唱旋律に対する補助的な歌唱旋律（いわゆるバックグラウンドボーカル）を少なくとも１つ含む。また、コーラス旋律には、例えば、楽曲がデュエット曲であれば、各々のパートについての歌唱旋律を含む。

そして、本実施形態では、メロディ楽器に対応する楽譜トラックとして、ガイドメロディの演奏を担当するメロディ楽器に対応する楽譜トラックと、各コーラス旋律を担当するメロディ楽器に対応する楽譜トラックとが含まれている。
〈ＭＩＤＩアレンジ処理について〉
次に、本実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理について説明する。

ここで、図１３は、本実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理の処理手順を示したフローチャートである。
本実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理は、入力受付部１２を介して起動指令が入力されると、実行が開始されるものである。

このＭＩＤＩアレンジ処理は、起動されると、図１３に示すように、まず、対象楽曲に対応する楽曲データを取得する（Ｓ６１０）。続いて、Ｓ６１０にて取得した楽曲データ（即ち、取得楽曲データ）に基づいて、ガイドメロディを形成する楽音の音高範囲（以下、ガイメロ音域とする）を、メロディ音域として特定する（Ｓ６２０）。さらに、Ｓ６１０にて取得した楽曲データ（即ち、取得楽曲データ）に基づいて、コーラス旋律を形成する楽音の音高範囲（以下、コーラス音域とする）を、メロディ音域として特定する（Ｓ６３０）。

これらＳ６２０、Ｓ６３０にてメロディ音域を特定する方法は、第一実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１２０と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
そして、楽曲データに基づいて、対象楽曲が演奏されるように、再生演奏処理を制御部２０に実行させる再生指令を出力する（Ｓ６４０）。この再生指令によって実行される再生演奏処理は、少なくとも楽曲データ（ここでは、取得楽曲データ、及び後述するＳ７３０で生成される修正楽曲データのうちの一方）を読み込み、その読み込んだ楽曲データに対応する特定楽曲の演奏を実行し、演奏音を音声出力部１６から放音すると共に、歌詞データに基づく歌詞を表示部１３に表示する周知の処理である。ただし、本実施形態における再生演奏処理では、楽曲データを、対象楽曲の時間軸に沿って予め規定された単位区間毎に読み込み、特定楽曲の演奏を単位区間毎に実行可能とされている。

続いて、音声入力部１４を介して順次入力される音の波形を表す第一音声データを、当該カラオケ装置１０の利用者の一人がガイドメロディを歌唱することで生じた歌声波形データ（以下、第一歌声波形データと称す）として取得する（Ｓ６５０）。音声入力部１５を介して順次入力される音の波形を表す第二音声データを、当該カラオケ装置１０の利用者の一人がコーラス旋律を歌唱することで生じた歌声波形データ（以下、第二歌声波形データと称す）として取得する（Ｓ６６０）。

さらに、カラオケ装置１０の利用者の一人が、ガイドメロディを構成する個々の楽音に対して発した歌声の周波数（以下、第一歌声音高と称す）ｖｆ₀₁を、Ｓ６５０で取得した第一歌声波形データ及び取得楽曲データに基づいて、時間軸に沿って順次推定する（Ｓ６７０）。カラオケ装置１０の利用者の一人が、コーラス旋律を構成する個々の楽音に対して発した歌声の周波数（以下、第二歌声音高と称す）ｖｆ₀₂を、Ｓ６６０で取得した第二歌声波形データ及び取得楽曲データに基づいて、時間軸に沿って順次推定する（Ｓ６８０）。

これらＳ６７０で第一歌声音高ｖｆ₀₁を推定する手法及びＳ６８０で第二歌声音高ｖｆ₀₂を推定する手法は、第二実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４５０と同様の手法であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

続いて、Ｓ６７０で推定した第一歌声音高ｖｆ₀₁、及びＳ６８０で推定した第二歌声音高ｖｆ₀₂に基づいて、音高差分ＤＮを導出する（Ｓ６９０）。
具体的に本実施形態のＳ６９０では、Ｓ６７０で推定された第一歌声音高ｖｆ₀₁と、当該第一歌声音高ｖｆ₀₁に対応する楽音、即ち、ガイドメロディを形成し、当該単位区間に相当する楽音の音高ｎ０１との音高差（以下、第一中間差分と称す）ＤＮｍを導出する。これと共に、Ｓ６８０で推定された第二歌声音高ｖｆ₀₂と、当該第二歌声音高ｖｆ₀₂に対応する楽音、即ち、コーラス旋律を形成し、当該単位区間に相当する楽音の音高ｎ０２との音高差（以下、第二中間差分と称す）ＤＮｃを導出する。

そして、本実施形態のＳ６９０では、第一中間差分ＤＮｍの絶対値と、第二中間差分ＤＮｃの絶対値とのうち、値が大きいものを、音高差分ＤＮとして導出する。
ただし、本実施形態において、第一中間差分ＤＮｍを導出する方法及び第二中間差分ＤＮｃを導出する方法のそれぞれは、第二実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４６０で音高差分ＤＮを導出する方法と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

さらに、Ｓ６９０で導出した音高差分ＤＮと、取得楽曲データとに基づいて、対象音域を特定する（Ｓ７００）。
ここで、図１４は、本実施形態において、対象音域を特定する手法を示した説明図である。

具体的に本実施形態のＳ７００では、まず、Ｓ６２０で推定したガイメロ音域において、最も低い音高である最低音高ｍｐ１ｍｉｎと、最も高い音高である最高音高ｍｐ１ｍａｘとを特定する。さらに、Ｓ６３０で推定したコーラス音域において、最も低い音高である最低音高ｍｐ２ｍｉｎと、最も高い音高である最高音高ｍｐ２ｍａｘとを特定する。

そして、これら最低音高ｍｐ１ｍｉｎと最低音高ｍｐ２ｍｉｎとのうち、低い音高を最低音高ｍｐｍｉｎとし、最高音高ｍｐ１ｍａｘと最高音高ｍｐ２ｍａｘとのうち、高い音高を最高音高ｍｐｍａｘとし、最低音高ｍｐｍｉｎから最高音高ｍｐｍａｘまでの音高範囲を、基準範囲として特定する。その特定した基準範囲を、音高差分ＤＮに基づいて補正した音高範囲を対象音域として特定する。

本実施形態において、音高差分ＤＮに基づく補正とは、音高差分ＤＮに基づいて基準範囲を拡大することでも良いし、音高差分ＤＮに基づいて基準範囲をシフトさせることでも良い。これらの手法は、第二実施形態における「音高差分ＤＮに基づく補正」と同様であるため、ここでの説明は省略する。

つまり、本実施形態において特定される対象音域は、ガイメロ音域とコーラス音域とを包括した音高範囲となる。
続いて、対象楽譜トラックを全て特定する（Ｓ７１０）。この対象楽譜トラックを特定する方法は、第二実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ４８０、及び第一実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１４０と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

さらに、Ｓ７１０にて特定した各対象楽譜トラックについてのシフト量ｋｉを導出するシフト量導出処理を実行する（Ｓ７２０）。本実施形態におけるシフト量導出処理の処理内容は、第二実施形態におけるシフト量導出処理の処理内容と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

そして、対象楽譜トラックそれぞれに対してシフト量導出処理で導出されたシフト量ｋｉに基づいて、当該対象楽譜トラックに規定された全楽音（即ち、対象楽音）の音高を変更する（Ｓ７３０）。この対象楽音の音高を変更する方法は、第二実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ５００、及び第一実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ１６０と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

続いて、取得楽曲データに規定された全ての楽音について演奏が完了したか否かを判定する（Ｓ７４０）。
このＳ７４０での判定の結果、全ての楽音について、演奏が完了していなければ（Ｓ７４０：ＮＯ）、Ｓ６５０へと戻る。ただし、再生演奏処理では、現サイクルにて読み込んだ単位区間の次の単位区間について楽曲データを読み込み、特定楽曲を演奏する。このとき読み込まれる楽曲データは、Ｓ７３０にて生成された修正楽曲データであり、その修正楽曲データが有する規定条件を満たすハーモニー伴奏楽器音は、先のＳ７３０にて音高がシフトされたものである。

一方、Ｓ７４０での判定の結果、全ての楽音について演奏が完了していれば（Ｓ７４０：ＹＥＳ）、本ＭＩＤＩアレンジ処理を終了し、次の起動指令が入力されるまで待機する。
［第三実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理によれば、複数人が特定楽曲を歌唱した場合に、特定楽曲のメロディラインを構成する楽音の音高を、より正確に歌唱できない歌唱者が発した声の音高に応じて、音域最低値及び音域最高値を規定することができる。

この結果、本実施形態のカラオケ装置１０によれば、特定楽曲をより歌唱しやすい楽曲とすることができる。
［第三実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
上記第三実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。

上記第三実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ６１０が、本発明の楽曲データ取得手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ６２０，Ｓ６３０及びＳ７００が、本発明の対象音域特定手段に相当する。さらに、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ７１０が、本発明の対象楽音特定手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ７２０及びＳ７３０が、本発明のデータ修正手段に相当する。

上記第三実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ６４０が、本発明の楽曲演奏手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ６５０，Ｓ６６０が、本発明の音声データ取得手段に相当する。さらに、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ６７０，Ｓ６８０が、本発明の音高特定手段に相当し、ＭＩＤＩアレンジ処理におけるＳ６９０が、本発明の音高差分導出手段に相当する。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

上記第一実施形態のシフト量導出処理では、音域代表値ｓｐｃ及び対象代表値ｈｐｃとして、それぞれ、メロディ音域の中心，対象音域の中心を求めたが、音域代表値ｓｐｃ及び対象代表値ｈｐｃは、これに限るものではなく、例えば、それぞれの音域の下限値でも良いし、各音域の上限値でも良い。

また、上記第一実施形態のカラオケ装置１０及び第二実施形態のカラオケ装置１０には、音声入力部１４及び音声入力部１５の両方が設けられていたが、上記第一実施形態のカラオケ装置１０及び第二実施形態のカラオケ装置１０に設けられる音声入力部は、これに限るものではなく、音声入力部１４，１５のうちのいずれか一方のみが設けられていても良い。さらに、上記実施形態（ここでは、第一〜第三実施形態の全て）のカラオケ装置１０においては、音声入力部１４または音声入力部１５が、３つ以上設けられていても良い。

上記第三実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理においては、第一中間差分ＤＮｍと第二中間差分ＤＮｃとのうちの絶対値が大きなものを、音高差分ＤＮとして導出していたが、第三実施形態におけるＭＩＤＩアレンジ処理において、音高差分ＤＮを導出する方法は、これに限るものではなく、第一中間差分ＤＮｍと第二中間差分ＤＮｃとのそれぞれを、音高差分ＤＮとして導出しても良い。

さらに、上記第三実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理においては、音高差分ＤＮに基づいて、シフト量ｋｉの符号（即ち、シフトさせる方向）を決定していたが、シフト量ｋｉの符号を決定する方法は、これに限るものではなく、例えば、第一中間差分ＤＮｍに基づいて決定しても良いし、第二中間差分ＤＮｃに基づいて決定しても良い。

そして、上記第三実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理においては、ガイメロ音域及びコーラス音域の両音域を包含するように、１つの対象音域を特定していたが、対象音域は、ガイメロ音域及びコーラス音域のそれぞれに対して特定しても良い。つまり、第三実施形態のＭＩＤＩアレンジ処理では、対象音域を、２つ以上特定しても良い。

なお、上記実施形態（ここでは、第一実施形態から第三実施形態の全て）のシフト量導出処理では、Ｓ３２０において、対象割合が特定割合β以上であるか否かを判定していたが、Ｓ３２０において判定する内容は、音高が対象音域内である仮想楽音の数が、予め規定された閾値以上であるか否かを判定しても良い。つまり、対象楽譜トラックについて、当該楽譜トラックに規定された楽音の音高を、対象音域に重なる音が低減するように、シフト量ｋｉの値、及びシフト量ｋｉの符号を決定可能であれば、シフト量導出処理のＳ３２０での判定する内容は、どのようなものでも良い。

１０…カラオケ装置 １１…通信部 １２…入力受付部 １３…表示部 １４，１５…音声入力部 １６…音声出力部 １７…音源モジュール １８…記憶部 ２０…制御部 ２１…ＲＯＭ ２２…ＲＡＭ ２３…ＣＰＵ

Claims (8)

1. 少なくとも１種類の楽器の音を出力可能なカラオケ装置にて演奏される楽曲を表し、該楽曲にて歌唱されるべき旋律を表す少なくとも一つのメロディラインの演奏を担当する各楽器の音であるメロディ楽器音、該メロディラインに対する少なくとも一つの副次的な旋律の演奏を担当する各楽器の音であるハーモニー伴奏楽器音、及び該楽曲のリズムを刻む楽器の音であるリズム楽器音について、それぞれ、個々の楽音の音高、及び演奏開始タイミングが規定された楽譜トラックを有した楽曲データを取得する楽曲データ取得手段と、
   少なくとも前記楽曲データ取得手段で取得した楽曲データに基づいて、前記メロディ楽器音に対応する楽譜トラックに規定された楽音の最低音高から最高音高までの音高範囲であるメロディ音域を含むように規定された音域最低値から音域最高値までの音域である対象音域を特定する対象音域特定手段と、
   前記ハーモニー伴奏楽器音に対応する各楽譜トラックに規定された楽音の中で、音高が、前記対象音域特定手段で特定された対象音域内である特定楽音を特定し、その特定した特定楽音を少なくとも含む楽音である対象楽音を特定する対象楽音特定手段と、
   前記対象音域との重なりが低減するように、前記対象楽音特定手段で特定された対象楽音の音高をオクターブ単位で変更することで、前記楽曲データ取得手段で取得した楽曲データを修正した修正楽曲データを生成するデータ修正手段と
   を備えることを特徴とする楽曲データ修正装置。
2. 前記対象楽音特定手段は、
   前記ハーモニー伴奏楽器音に対応する個々の楽譜トラックに規定された全楽音のうち、前記特定楽音の占める割合が予め規定された規定割合以上である楽譜トラックそれぞれを表す対象楽譜トラックを特定し、その特定した対象楽譜トラックに規定された全ての楽音を、前記対象楽音とすることを特徴とする請求項１に記載の楽曲データ修正装置。
3. 前記データ修正手段は、
   前記修正楽曲データにおける対象楽譜トラックに規定された全楽音のうち、前記特定楽音が占める割合が、予め規定された特定割合以下となるまで繰り返し、前記修正楽曲データを生成することを特徴とする請求項２に記載の楽曲データ修正装置。
4. 前記データ修正手段は、
   前記対象楽譜トラックに規定された楽音の音域の代表値である対象代表値が、前記対象音域における音域の代表値である音域代表値よりも高ければ、前記対象楽音の音高が修正前よりも高くなるように変更し、前記対象代表値が前記音域代表値よりも低ければ、前記対象楽音の音高が修正前よりも低くなるように変更することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の楽曲データ修正装置。
5. 前記楽曲データ取得手段で取得した楽曲データ、及び前記データ修正手段で修正された修正楽曲データのうちの少なくとも一方に基づいて、該楽曲データ及び該修正楽曲データのうちの少なくとも一方に対応する楽曲である特定楽曲を演奏する楽曲演奏手段と、
   前記楽曲演奏手段での特定楽曲の演奏中に入力される音声の波形を表す音声波形データを取得する音声データ取得手段と、
   少なくとも、前記音声データ取得手段で取得した音声波形データに基づいて、前記特定楽曲に規定された少なくとも１つの時間長である単位時間における前記音声の音高を表す歌唱音高を特定する音高特定手段と、
   前記音高特定手段で特定された歌唱音高と、前記メロディ楽器音に対応する楽譜トラックに規定され、かつ該単位時間に対応する楽音の音高との差分である音高差分を導出する音高差分導出手段と
   を備え、
   前記対象音域特定手段は、
   前記音高差分導出手段で導出した音高差分に基づいて、前記音域最低値及び前記音域最高値を規定することを特徴とする請求項１に記載の楽曲データ修正装置。
6. 前記メロディラインとして、各々が異なる少なくとも二以上の旋律のそれぞれである歌唱旋律を含み、
   前記メロディ楽器音に対応する楽譜トラックは、前記歌唱旋律のそれぞれに対応して少なくとも二つ規定されており、
   前記音声データ取得手段は、
   各歌唱旋律に対して歌唱した音声の波形を表す音声データを、それぞれ、前記音声波形データとして取得し、
   前記音高特定手段は、
   前記音声データのそれぞれに基づいて、各音声の音高を表す音声音高を、前記歌唱音高として特定し、
   前記音高差分導出手段は、
   前記音声音高のそれぞれと、該音声音高に対応する歌唱旋律の楽譜トラックに規定され、かつ該音声音高における単位時間に対応する楽音それぞれの音高との差分それぞれを表す中間差分を導出し、その導出された中間差分の中で、絶対値が最大である中間差分を前記音高差分として導出することを特徴とする請求項５に記載の楽曲データ修正装置。
7. 前記音域最低値として前記最低音高よりも低い音高が、前記音域最高値として前記最高音高よりも高い音高が、予め規定されており、
   前記対象音域特定手段は、
   前記音域最低値が、前記音高差分の大きさに比例してより低い音高となるように、新たな音域最低値を規定し、
   前記音域最高値が、前記音高差分の大きさに比例してより高い音高となるように、新たな音域最高値を規定する
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の楽曲データ修正装置。
8. 前記音域最低値として前記最低音高よりも低い音高が、前記音域最高値として前記最高音高よりも高い音高が、予め規定されており、
   前記対象音域特定手段は、
   前記音域最低値から前記音高差分シフトした音高を、新たな音域最低値として規定し、
   前記音域最高値から前記音高差分シフトした音高を、新たな音域最高値として規定する
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の楽曲データ修正装置。

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