JP6485955B2 - 歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステム - Google Patents

歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステム Download PDF

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Description

本発明は歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステムに関するものであり、詳しくは、歌唱音声の放音遅延に対応して、カラオケ演奏音の放音タイミングと歌唱音声の放音タイミングとのずれによる歌唱者の違和感を解消することが可能なカラオケ演奏装置に関するものである。
カラオケ演奏装置では、利用者が選曲した楽曲を演奏するとともに、当該演奏に合わせて表示装置の表示画面に歌詞文字を表示し、歌唱タイミングを報知するために歌詞文字の色替え表示を行うようになっている。このような従来のカラオケ演奏装置では、歌詞文字表示を行うための表示装置として市販のデジタルテレビを利用し、歌唱者の歌唱音声入力用のマイクロホンとして市販のUSB接続のマイクロホンを使用することがある。
このような構成のカラオケ演奏装置は、デジタルテレビやUSB接続のマイクロホンとの電気的相性や、各周辺機器の電気的特性により、楽曲演奏音や歌詞テロップの表示とマイクロホンから入力された歌唱者の歌唱音声が同期せずに、歌唱音声の出力に遅延が発生したり、楽曲演奏音と歌詞テロップの色替えタイミングがずれたりすることがある。このような出力遅延等に関する不都合に対して種々の技術が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特許文献1に記載された技術は、カラオケ演奏装置に接続されたカメラを用いて、モニターに表示された歌詞テロップの色替えタイミングを撮影し、当該撮影時の色替えタイミングと、カラオケ演奏装置にて実行された色替えタイミングから遅延時間を算出する。そして、楽曲演奏音の出力タイミングを遅らせたり、逆に歌詞テロップの色替えタイミングを早めたりすることにより、演奏タイミングと歌詞テロップの色替えタイミングの誤差を抑えるようになっている。
また、特許文献2に記載された技術は、デジタルテレビのスピーカから出力されるガイドメロディを歌唱用マイクロホンにより集音してカラオケ演奏装置に入力し、入力されたガイドメロディからディレイ値を取得する。そして、取得したディレイ値に基づいて、カラオケ映像の表示タイミングと、カラオケ演奏音の発生タイミングとを同期させるようになっている。
特開2013−29744号公報 特開2010−276949号公報
しかしながら、特許文献1に記載された技術は、予約した楽曲の楽曲演奏音と、表示装置で表示される歌詞テロップを同期させるものであるため、USB接続のマイクロホン等から出力される歌唱音声の遅延に関しては何ら対策が取られていない。したがって、歌唱者は、演奏された楽曲演奏音及び表示された歌詞テロップの色替えタイミングと、自身の歌唱音声のずれを感じることになるという不都合は解消されていない。
また、特許文献2に記載された技術は、楽曲演奏音及び歌詞テロップの色替えタイミングの遅延を解決する技術であるため、歌唱音声の出力遅延に関しては解決することができず、歌唱音声のずれを補正することはできない。
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、歌唱音声の放音遅延に対応させて、カラオケ演奏音の放音タイミングと歌唱音声の放音タイミングとのずれによる歌唱者の違和感を解消することが可能なカラオケシステムを提供することを目的とする。
本発明の歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステムは、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステムは、スピーカから放音されるカラオケ楽曲のカラオケ演奏音に合わせてマイクロホンから入力されたカラオケ歌唱の歌唱音声が、当該カラオケ演奏音に対して所定範囲の遅延時間を伴って放音されるカラオケ演奏装置において、母音放音タイミング検知手段と、代理再生音声生成手段と、遅延歌唱音声補充手段とを備えたことを特徴とするものである。
母音放音タイミング検知手段は、マイクロホンから入力された歌唱音声の母音が、スピーカから放音される母音放音タイミングを検知するための手段である。代理再生音声生成手段は、歌唱音声の放音遅延に対応して、スピーカから放音する代理再生音声を生成するための手段である。遅延歌唱音声補充手段は、演奏されるカラオケ楽曲のリファレンスデータに基づく歌唱音声の放音開始タイミングから、母音放音タイミング検知手段で検知した母音放音タイミングまでの間は、代理再生音声を出力し、母音放音タイミング検知手段で検知した母音放音タイミングからリファレンスデータに基づく歌唱音声の出力終了タイミングまでの間は、代理再生音声及びマイクロホンから入力された歌唱音声を用いた調整歌唱音声を出力するための手段である。
上述した構成からなる歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステムにおいて、代理再生音声は、カラオケ歌唱を行っている歌唱者の属性情報に対応した合成音声とすることが可能であり、また、当該カラオケ歌唱を行っている歌唱者が過去に同一のカラオケ楽曲を歌唱した際に記憶した当該歌唱者の歌唱音声とすることが可能である。
本発明の歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステムによれば、カラオケ演奏音に合わせて歌唱者が歌唱を行った場合に、カラオケ演奏音の放音タイミングと、マイクロホンから入力された歌唱音声の放音タイミングとのずれにより生じる遅延時間に、ガイドボーカルや、当該歌唱者が過去に歌唱した歌唱音声等を代理再生音声として出力することができる。
したがって、歌唱者は、遅延が無い場合と何ら変わりがなく、スピーカから出力される楽曲演奏音や、表示装置に表示される歌詞テロップの色替えタイミングに合わせて、違和感なく歌唱することが可能となる。
また、代理再生音声として、歌唱者の属性情報に対応した合成音声や、歌唱者が過去に同一のカラオケ楽曲を歌唱した際に記憶した当該歌唱者の歌唱音声音を用いることにより、より一層、違和感なく代理再生音声を放音することができる。
本発明の実施形態に係る歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステムの概略構成を示すブロック図。 遅延時間における代理再生音声の放音を説明するための説明図。
以下、図面を参照して、本発明の歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステム(以下、カラオケシステムと略記する)の実施形態について説明する。図1及び図2は本発明の実施形態に係るカラオケシステムを説明するもので、図1はカラオケシステムの概略構成を示すブロック図、図2は遅延時間における代理再生音声の放音を説明するための説明図である。
<カラオケシステムの概要>
図1に示すように、本発明の実施形態に係る歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステム(以下、カラオケシステム100と略記する)は、スピーカ40から放音されるカラオケ楽曲のカラオケ演奏音に合わせてマイクロホン30から入力されたカラオケ歌唱の歌唱音声が、当該カラオケ演奏音に対して所定範囲の遅延時間を伴って放音されるカラオケ演奏装置10に適用するシステムであり、カラオケ演奏装置10及びこれに付帯する、マイクロホン30、スピーカ40を主要な構成要素とする。
なお、カラオケ演奏装置10を、専用ソフトウェアがインストールされたパーソナル・コンピュータやゲーム機器により構成したり、カラオケリモコン装置20を、専用アプリケーションがインストールされた個人用携帯端末により構成したりすることもできる。パーソナル・コンピュータやゲーム機器においては、後述のUSBマイクロホンが使用されることが多く、歌唱音声の放音の遅延の原因となっている。
以下の説明において、プログラムとは、RAM等に記憶され、CPU等のハードウェアで実行されることにより、その機能を発揮するソフトウェアだけではなく、同等の機能を発揮することが可能な論理回路も含む概念である。
<カラオケ演奏装置及び付帯機器>
本発明の実施形態に係るカラオケシステム100を適用するカラオケ演奏装置10には、図1に示すように、カラオケリモコン装置20、マイクロホン30、スピーカ40、表示装置50、ミキシングアンプ60が付帯している。また、カラオケ演奏装置10とカラオケリモコン装置20は、ルータ70及びLAN回線80を介してネットワーク接続されている。また、図示しないが、カラオケ演奏装置10及びカラオケリモコン装置20と、これらを総合的に管理するサーバとをネットワーク接続してもよい。
<カラオケリモコン装置>
カラオケリモコン装置20は、ユーザインタフェース機能を備えており、ルータ70及びLAN回線80を介して、カラオケ演奏装置10との間でデータの送受信を行うようになっている。このカラオケリモコン装置20は、楽曲検索手段20aとして機能するプログラム、楽曲索引データベース20b、種々のデータを記憶するデータ記憶部20c、データの入出力を行うための入出力表示部20dを備えている。
このカラオケリモコン装置20に付帯するスイッチ類や、入出力表示部20dに表示される各種のアイコン等を操作することにより、選曲操作、音量調整、テンポ調整、キー調整、選曲予約履歴の参照等の処理が行われる。
<マイクロホン/スピーカ>
マイクロホン30は、歌唱音声の入力を行うための装置である。マイクロホン30から入力された歌唱音声信号は、カラオケ演奏装置10にて、母音放音タイミングの検知、代理再生音声の生成、遅延歌唱音声の補充が行われた後、ミキシングアンプ60に入力され、音楽再生制御手段110から送出されるカラオケ演奏信号とミキシングされるとともに増幅され、スピーカ40へ出力される。また、マイクロホン30からの音声入力信号は、歌唱採点値の算出や歌唱音声の録音に使用することができる。
本実施形態のマイクロホン30は、例えば、カラオケ演奏装置10とUSB接続されたUSBマイクロホンを使用することができる。この場合、何ら対策を施さないと、各機器の電気的特性等により、楽曲演奏音の放音タイミング及び歌詞テロップの表示タイミングとマイクロホン30から入力された歌唱者の歌唱音声の放音タイミングが同期せずに、歌唱音声の放音に遅延が発生する。したがって、本発明では、後に説明するように、遅延により生じる歌唱者の違和感を解消するための手段が存在する。
<表示装置>
表示装置50は、カラオケ楽曲に関連した背景映像や歌詞テロップ等を表示するための装置で、例えば、液晶ディスプレイ等により構成される。
<カラオケ演奏装置>
カラオケ演奏装置10は、中央制御手段101、ROM102、RAM103、HDD104、通信制御手段105、予約楽曲管理手段106、母音放音タイミング検知手段107、代理再生音声生成手段108、遅延歌唱音声補充手段109、音楽再生制御手段110、歌唱音声入力部111、映像再生制御手段112を備えている。
<中央制御手段>
中央制御手段101は、カラオケ演奏装置10を総合的に制御するための電子機器であり、例えばCPU及びその周辺機器により構成されており、CPU等がROM102等に記憶されたプログラムに従って動作することにより、制御機能を発揮することができるようになっている。
<ROM/RAM>
ROM102は、カラオケ演奏装置10を構成する各機器を制御するためのプログラムデータや数値データを記憶するための電子機器である。また、RAM103は、プログラムや各種データを一時的に記憶する一時記憶領域として機能する電子機器である。本実施形態では、RAM103に、予約楽曲管理テーブル103aが一時的に記憶される。
<HDD>
HDD104は、大容量記憶装置として機能するもので、楽曲データベース104a、背景映像データベース104bが格納されている。なお、HDD104に替えて、あるいはHDD104と共に、データを書き替え可能なDVD等の大容量記憶手段を用いてもよい。
<楽曲データベース/背景映像データベース>
楽曲データベース104aは、演奏制御データ(MIDI規格のデータ)及び歌詞描出データが同期されて構成される楽曲データについて、楽曲IDと対応付けしてそれぞれ構成されたデータベースである。演奏制御データは、各楽曲の演奏を制御するためのデジタルデータであり、歌詞描出データは演奏に同期した歌詞文字の表示タイミングデータ及び色変わりデータ、ガイドボーカルデータ(詳細は後述)、演奏楽曲の主旋律等からなり歌唱採点の基準となるリファレンスデータを含んでいる。
<通信制御手段>
通信制御手段105は、カラオケリモコン装置20との間で、データ及び信号の送受信を制御するための電子機器及びプログラムからなる。この通信制御手段105の機能により、カラオケリモコン装置20との間で送受信するデータ及び信号の同期や誤り制御等を行う。
<予約楽曲管理手段/予約楽曲管理テーブル>
予約楽曲管理手段106は、任意の利用者がカラオケ楽曲の予約を行う際に、カラオケリモコン装置20を用いて決定された予約楽曲の情報がカラオケ演奏装置10に送信された後に、カラオケ演奏装置10において、当該利用者の利用者IDと予約楽曲の楽曲IDとを対応付けして、予約楽曲管理テーブル103aにて管理するためのプログラムからなる。すなわち、予約楽曲管理手段106は予約楽曲管理テーブル103aを作成し、この予約楽曲管理テーブル103aをRAM103に記憶して管理する。予約楽曲管理テーブル103aは、利用者により楽曲検索手段20aの機能を用いて選曲された楽曲の楽曲ID及び利用者IDを関連付けて、演奏順に並べたデータテーブルである。
<母音放音タイミング検知手段>
母音放音タイミング検知手段107は、マイクロホン30から入力された歌唱音声の各音節の母音が、スピーカ40から放音される母音放音タイミングを検知するためのプログラムからなる。すなわち、マイクロホン30から入力された歌唱音声信号は、例えば歌唱音声入力部111におけるUSBドライバの仕様などにより遅延が生じ、マイクロホン30に入力されるタイミングとスピーカ40から放音されるタイミングとにずれが生じる。
つまり、本実施形態では、マイクロホン30から入力された歌唱音声信号は、歌唱音声入力部111を介してカラオケ演奏装置10に入力される。そして、母音放音タイミング検知手段107により検知した母音放音タイミングに基づいて代理再生音声が生成され、この代理再生音声とマイクロホン30から入力された歌唱音声とが、遅延歌唱音声補充手段109を介してミキシングアンプ60に入力される。また、ミキシングアンプ60には、音楽再生制御手段110から出力される楽音信号が入力されて、遅延対策処理が行われた歌唱音声と楽音信号とがミキシングされて、スピーカ40から放音される。
なお、マイクロホン30から入力された歌唱音声に係る遅延対策処理は、ミキシングアンプ60に入力される前に実施すればよく、本実施形態では、母音放音タイミング検知手段107における母音放音タイミングの検知は、実際にスピーカ40から歌唱音声が出力されるタイミングではなく、マイクロホン30から入力された歌唱音声がカラオケ演奏装置10に入力され、歌唱音声入力部111からバスに出力されたタイミングとすればよい。
ところで、歌唱音声の音節の多くは、母音単独あるいは子音プラス母音で構成されており、例えば、図2に示す例では、子音「K」に続いて母音「I」が発音されて、「キ」という歌唱音声(音節)となる。子音「K」については調波構造を持たないノイズであるためピッチを検知することが困難であり、調波構造を持つ母音「I」は発音部分でピッチを検知することができる。したがって、本発明では、母音部分がスピーカ40から放音されるタイミングを検知し、このタイミングで後述の代理再生音声から調整歌唱音声への切り替えを開始する。なお、図2において、遅延時間(歌唱者がマイクロホン30に対して歌唱音声を発声したタイミングと、実際にスピーカ40から当該歌唱音声が放音されるタイミングとの時間差)は、約80msecである。
本発明では、母音放音タイミング検知手段107で母音の放音タイミングを検知することにより、本来の歌唱音声の発声タイミング(遅延がない場合におけるスピーカ40からの放音タイミング)から、実際にスピーカ40から母音が放音されるタイミングまでを代理再生音声(後述)の放音区間としている。なお、本来の歌唱音声の発声タイミング(遅延がない場合におけるスピーカ40からの放音タイミング)は、リファレンスデータに基づいて検知することができ、そのタイミングとは、図2に例示した「き」など、歌詞を構成する各音節の発音の開始タイミングや、音節の発音の途中でピッチを変えたタイミングなどである。
<代理再生音声生成手段>
代理再生音声生成手段108は、歌唱音声の放音遅延に対応して、スピーカ40から放音する代理再生音声を生成するための電子機器及びプログラムからなる。すなわち、代理再生音声生成手段108では、カラオケ演奏音に合わせてマイクロホン30から入力されたカラオケ歌唱の歌唱音声が、当該カラオケ演奏音に対して所定範囲の遅延時間、例えば、歌唱者が遅延に違和感を持つ40msec程度から、代理再生音声が不自然に聴こえない上限である120msec程度の遅延時間を伴って放音された場合を想定して、当該遅延時間における無音状態を補充して放音するための代理再生音声を生成する。
代理再生音声は、例えば、カラオケ楽曲に対して用意されているガイドボーカルを用いることができる。ガイドボーカルとは、模範歌唱音声のことであり、歌唱者が得意でないカラオケ楽曲を歌唱する際や歌唱練習を行う際等に、カラオケ歌唱の補助として出力する補助歌唱音声のことである。本実施形態では、カラオケ楽曲のリファレンスデータに基づいてガイドボーカルの歌唱音声を選択して、その放音タイミングを決定する。
また、代理再生音声として、カラオケ歌唱を行う歌唱者の属性情報に対応した合成音声を用いることができる。すなわち、歌唱者がシステムログインすると、当該歌唱者の属性情報である、男女の区別、年齢等のデータを取得することができる。したがって、これらの属性情報に基づいて、歌唱者が実際に歌唱する歌唱音声に近似した代理再生音声を生成することにより、歌唱者本人の歌唱音声と代理再生音声とを繋ぎ合わせた場合に、音質の違いによる違和感をなくすことができる。
また、代理再生音声として、カラオケ歌唱を行う歌唱者が過去に同一のカラオケ楽曲を歌唱した際に記憶した当該歌唱者の歌唱音声を用いることができる。すなわち、歌唱者がシステムログインすると、当該歌唱者を特定することができ、当該歌唱者が過去に同一のカラオケ楽曲を歌唱した際に記憶した歌唱音声が存在する場合には、当該記憶した歌唱音声を代理再生音声とする。この場合には、代理再生音声が歌唱者本人の歌唱音声であるため、代理再生音声を放音したとしても何ら違和感が生じることはない。
<遅延歌唱音声補充手段>
遅延歌唱音声補充手段109は、演奏されるカラオケ楽曲のリファレンスデータに基づく歌唱音声の放音開始タイミングから、母音放音タイミング検知手段107で検知した母音放音タイミングまでの間は、代理再生音声を出力し、母音放音タイミング検知手段107で検知した母音放音タイミングからリファレンスデータに基づく歌唱音声の出力終了タイミングまでの間は、代理再生音声及びマイクロホン30から入力された歌唱音声を用いた調整歌唱音声を出力するための電子機器及びプログラムからなる。
<代理再生音声の放音>
本来の歌唱音声の放音開始タイミング(遅延がない場合におけるスピーカ40からの放音開始タイミング)と、歌唱音声の出力終了タイミング(遅延がない場合におけるスピーカ40からの放音終了タイミング)は、当該カラオケ楽曲のリファレンスデータに基づいて決定することができる。また、実際にマイクロホン30から入力された母音放音タイミングは、母音放音タイミング検知手段107により検知することができる。
上述したように、本来の歌唱音声の放音開始タイミング(遅延がない場合におけるスピーカ40からの放音開始タイミング)から、実際にマイクロホン30から入力された歌唱音声の放音タイミングとの間には遅延時間がある。したがって、何ら対策を施さないと、カラオケ演奏音の放音タイミングと歌唱音声の放音タイミングとにずれが生じて、歌唱者は違和感を覚えることになる。したがって、本発明では、この遅延時間に対応して代理再生音声を発生することにより、歌唱者の違和感を解消している。
すなわち、本来の歌唱音声の放音開始タイミング(遅延がない場合におけるスピーカ40からの放音開始タイミング)から、実際にマイクロホン30から入力された歌唱音声が放音されるタイミングとの間に何ら対策を行わないと、この間は無音状態となってしまう。そこで、当該区間では、代理再生音声を出力して無音状態を解消する。
そして、実際にマイクロホン30から入力された歌唱音声がスピーカ40から放音されるタイミング(検知可能な母音放音タイミング)が到来すると、代理再生音声と歌唱者本人の歌唱音声とを合成(クロスフェード)して、代理再生音声から歌唱者本人の歌唱者音声へ繋げる。なお、代理再生音声と歌唱者本人の歌唱音声との合成(クロスフェード)は、母音放音が検知されたタイミングから所定時間(例えば音声波形の数周期分、時間長にして5〜15msec程度)の間に実施する。つまり、この所定時間の間に代理再生音声をフェードアウトするとともに、歌唱者本人の歌唱音声をフェードインする(クロスフェードする)ことによって、両者をスムーズに繋ぐことができる。
その後、リファレンスデータに基づく歌唱音声の出力終了タイミング(遅延がない場合におけるスピーカ40からの放音終了タイミング)で、歌唱音声の振幅を急速に減衰させ、違和感なく当該歌唱音声における音節の放音を終了させる。ここで、歌唱音声の音節が子音プラス母音(例えば「K」プラス「I」)で構成される場合、マイクロホン30から入力された音節の最初から放音すると、代理再生音声の「KI」に続いてマイクロホン30から入力された歌唱音声の「KI」が放音されることになり、「KIKI」と放音されるので不自然に聴こえる。したがって、代理再生音声の「KI」に続くマイクロホン30から入力された歌唱音声の音節は、子音を除外して母音のみとし「KII」と放音することにより、自然に聴こえるようにする。
<音楽再生制御手段>
音楽再生制御手段110は、楽曲IDに対応する楽曲データから抽出された演奏制御データに基づいて、音源(シンセサイザ)を駆動しカラオケ演奏信号を構成する楽音信号を生成するとともにアナログ変換してミキシングアンプ60に出力するための電子機器である。また、ミキシングアンプ60は、遅延歌唱音声補充手段109から入力される遅延対策処理が行われた歌唱音声信号と、音楽再生制御手段110から送出されるカラオケ演奏信号とをミキシングすると共に、アンプ機能により増幅してスピーカ40より出力するための装置である。
<映像再生制御手段>
映像再生制御手段112は、カラオケ楽曲の演奏中に、背景映像データベース104bから抽出した背景映像データと、楽曲データに含まれる歌詞描出データに基づいて作成される歌詞文字とを、当該カラオケ楽曲の楽曲データに同期させて表示装置50に出力するための電子機器である。
100 カラオケシステム
10 カラオケ演奏装置
20 カラオケリモコン装置
20a 楽曲検索手段
20b 楽曲索引データベース
20c データ記憶部
20d 入出力表示部
30 マイクロホン
40 スピーカ
50 表示装置
60 ミキシングアンプ
70 ルータ
80 LAN回線
101 中央制御手段
102 ROM
103 RAM
103a 予約楽曲管理テーブル
104 HDD
104a 楽曲データベース
104b 背景映像データベース
105 通信制御手段
106 予約楽曲管理手段
107 母音放音タイミング検知手段
108 代理再生音声生成手段
109 遅延歌唱音声補充手段
110 音楽再生制御手段
111 歌唱音声入力部
112 映像再生制御手段

Claims (3)

  1. スピーカから放音されるカラオケ楽曲のカラオケ演奏音に合わせてマイクロホンから入力されたカラオケ歌唱の歌唱音声が、当該カラオケ演奏音に対して所定範囲の遅延時間を伴って放音されるカラオケ演奏装置において、
    前記マイクロホンから入力された歌唱音声の母音が、前記スピーカから放音される母音放音タイミングを検知する母音放音タイミング検知手段と、
    前記歌唱音声の放音遅延に対応して、スピーカから放音する代理再生音声を生成する代理再生音声生成手段と、
    前記カラオケ楽曲のリファレンスデータに基づく歌唱音声の放音開始タイミングから前記母音放音タイミングまでの間は、前記代理再生音声を出力し、前記母音放音タイミングから前記リファレンスデータに基づく歌唱音声の出力終了タイミングまでの間は、前記代理再生音声及び前記マイクロホンから入力された歌唱音声を用いた調整歌唱音声を出力する遅延歌唱音声補充手段と、
    を備えたことを特徴とする歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステム。
  2. 前記代理再生音声は、前記カラオケ歌唱を行っている歌唱者の属性情報に対応した合成音声であることを特徴とする請求項1に記載の歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステム。
  3. 前記代理再生音声は、前記カラオケ歌唱を行っている歌唱者が過去に同一のカラオケ楽曲を歌唱した際に記憶した前記カラオケ歌唱を行っている歌唱者の歌唱音声であることを特徴とする請求項1に記載の歌唱音声の放音遅延に対応したカラオケシステム。
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