JP6984254B2

JP6984254B2 - カラオケユニット

Info

Publication number: JP6984254B2
Application number: JP2017172683A
Authority: JP
Inventors: 則昭河野; 信昭辻
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2037-09-08
Also published as: JP2019049599A

Description

本発明は、例えばカラオケシステムに好適なカラオケユニットに関する。

近年、カラオケがクルマで楽しまれるようになってきており、車載のカラオケシステムに関する技術も種々開発されている。例えば、骨伝導手段をクルマのシートに設ける技術（引用文献１参照）や、クルマの各シートに対応して指向性スピーカーを設ける技術（引用文献２参照）などが開発されている。

特開２００５−２４２０５７号公報特許第４９９９４９７号公報

しかしながら、骨伝導手段や指向性スピーカーを設ける構成では、カラオケシステムの全体でみると、構成が大がかりとなり、複雑化を招く。一方、クルマには、オーディオ装置が既に搭載されている場合が多い。このため既存のオーディオ装置に対してカラオケの機能を付加する場合、いかに簡易な構成で、手軽にカラオケを楽しむことができるかが問題となる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、既存のオーディオ装置と機能の重複を抑え、かつ、気軽にカラオケを楽しむことが可能なカラオケユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るカラオケユニットは、受け付けた減算信号と自己で再生した再生信号とをミキシングしたミキシング信号をスピーカーで発音させるオーディオ装置に対し、マイクロフォンに基づく収音信号から、前記スピーカーによる発音の成分を低減して、前記減算信号を出力するハウリングキャンセラーを含む。

上記目的を達成するために、本発明の別態様に係るカラオケユニットは、再生信号に基づいて第１スピーカーで発音させるオーディオ装置と組み合わせられ、所定の減算信号に基づいて発音する第２スピーカーと、マイクロフォンに基づく収音信号から、前記第２スピーカーによる発音の成分を低減して、前記減算信号を出力するハウリングキャンセラーと、を含む。

第１実施形態に係るカラオケユニットを含むシステムの構成を示す図である。第２実施形態に係るカラオケユニットを含むシステムの構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態に係るカラオケユニット３０Ａを含むカラオケシステム１０Ａの全体の構成を示す図である。

図１に示されるように、カラオケシステム１０Ａは、オーディオ装置２０Ａにカラオケユニット３０Ａが接続された構成となっている。なお、「接続」は、２またはそれ以上の要素間の直接的または間接的なあらゆる接続または結合を意味し、互いに接続された２つの要素間に１またはそれ以上の中間要素が存在することを含む。要素間の結合または接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、または、これらの組み合わせであっても良い。２つの要素は、電線、ケーブル、プリント配線基板などのように有線により接続されても良いし、赤外線、光、電波などのように無線により接続されても良い。

オーディオ装置２０Ａは、例えばクルマに予め備え付けられた、いわゆるカーオーディオであり、プレイヤー２３０、ボーカルキャンセラー２４０、加算部２５０、処理部２６０、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）２７０およびスピーカー２８０を有する。

プレイヤー２３０は、例えばＣＤ（Compact Disk）に記録されたデータを読み出して、当該読み出したデータを再生信号として出力する。なお、再生信号は、ボーカルおよび演奏音を含む一般的な音楽信号である。また、プレイヤー２３０における再生の対象は、ＣＤに限られず、ＤＶＤ、ブルーレイディスクなどでも良い。また、プレイヤー２３０は、再生信号を出力するものであれば置き換え可能であり、例えばラジオなどでも良い。

ボーカルキャンセラー２４０は、再生信号に含まれるボーカル成分をキャンセル（または低減）して、加算部２５０における一方の加算端に供給する。なお、ボーカルは、ステレオで通常、左右の中央に定位するので、左チャネルおよび右チャネルの差分を求めることによってキャンセルされる。また、ボーカルを含まない、または、ボーカルの成分が小さい音源に基づく再生信号であれば、図において破線で示されるように、ボーカルキャンセラー２４０をバイパスして、加算部２５０における一方の加算端に直接供給される構成でも良い。

一方、加算部２５０における他方の加算端には、カラオケユニット３０Ａから減算信号Ｓが供給される。加算部２５０は、２つの加算端に供給された信号同士を加算（ミキシング）して、当該加算した信号（ミキシング信号）を処理部２６０に供給する。
処理部２６０は、加算部２５０により加算されたミキシング信号にイコライジングなどの処理を施し、信号ＦとしてＤＡＣ２７０およびカラオケユニット３０Ａに供給し、ＤＡＣ２７０は、当該信号Ｆをアナログに変換する。ＤＡＣ２７０によりアナログに変換された信号は、不図示のアンプにより増幅された上で、スピーカー２８０に供給される。スピーカー２８０は、例えばクルマのドアやダッシュボードなどに取り付けられ、増幅された信号を空気の振動、すなわち音に変換して出力する。

このように、オーディオ装置２０Ａにおいて、任意要素であるボーカルキャンセラー２４０を設けない構成とすれば、クルマに既存のカーオーディオをほぼそのまま用いることができる。

カラオケユニット３０Ａは、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）３４０、効果付与部３５０およびハウリングキャンセラー３６０を含む。カラオケユニット３０Ａには、マイクロフォン３２が接続されている。マイクロフォン３２は、一般には外部の音を収音するが、本件では、カラオケの歌唱音を収音する。マイクロフォン３２は、歌唱者の口元から離れた地点で収音するハンズフリー型である。すなわち、歌唱者がマイクロフォン３２を手に持たないで収音可能な構成となっている。

ＡＤＣ３４０は、マイクロフォン３２で収音された信号をデジタル信号に変換し、効果付与部３５０は、カラオケにおいて好適な効果、例えばリバーブやエコーなどの効果を付与してハウリングキャンセラー３６０に供給する。

ハウリングキャンセラー３６０は、効果付与部３５０によって効果が付与された信号から、スピーカー２８０で出力された音の成分を減算し、当該スピーカー２８０におけるハウリングを防止する。
詳細には、ハウリングキャンセラー３６０は、適応フィルター３６２、設定部３６４および減算部３６６を有する。このうち、適応フィルター３６２は、スピーカー２８０からマイクロフォン３２に至るまでの伝達経路（図において太線矢印で示される）の音響特性を推定して、当該推定した音響特性を信号Ｆ（オーディオ装置２０Ａの処理部２６０で処理された後に供給されるミキシング信号）に付与する。ここでいう音響特性は、スピーカー２８０からマイクロフォン３２に至るまでの伝達経路で発生する遅延および反射等を含む。適応フィルター３６２は、典型的にはＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルターであり、特に図示しないが、縦続接続された複数個の遅延要素と、遅延要素の各出力に係数を乗算する複数個の乗算器と、各乗算器の出力同士の和を求めて出力する加算器とを含む。

減算部３６６は、マイクロフォン３２による収音信号に基づく信号（収音した信号に効果付与部３５０によって効果が付与された信号）から、適応フィルター３６２の出力信号を減算し、減算信号Ｓとして出力する。
なお、設定部３６４は、減算信号Ｓが、すなわち誤差信号が小さくなるように、適応フィルター（乗算器）における各係数を適応的に設定する。このため、マイクロフォン３２の設置位置の変更や、窓の開閉などによって、上記音響特性が時間的に刻々と変化しても、適応フィルター３６２の特性が当該変化に合わせて逐次更新されることになる。

このような構成のカラオケシステム１０Ａにおいて、ユーザーは、プレイヤー２３０に例えばＣＤをセットして、再生をスタートさせる。プレイヤー２３０による再生信号は、ボーカルキャンセラー２４０によってボーカル成分がキャンセルされ、処理部２６０によって処理が施されて、スピーカー２８０によって音として出力される。

ユーザーは、スピーカー２８０から出力される音、すなわちボーカル成分がキャンセルされた演奏音にしたがって歌唱する。ユーザーによる歌唱は、マイクロフォン３２によって収音され、当該収音信号には、効果付与部３５０によって効果が付与されて、当該効果が付与された収音信号がハウリングキャンセラー３６０に供給される。ハウリングキャンセラー３６０では、スピーカー２８０から出力される音の信号Ｆに、スピーカー２８０からマイクロフォン３２に至るまでの伝達経路の音響特性を付与し、効果を付与した収音信号から減算し、減算信号Ｓとしてオーディオ装置２０Ａに供給する。

このため、カラオケシステム１０Ａにおいては、再生信号と歌唱信号とがミキシングされて、スピーカー２８０から音として出力されることになる。スピーカー２８０から出力される音には、上記伝達経路を経由して循環する信号成分が予め低減されるので、耳障りなハウリングの発生が抑えられる。このため、カラオケの雰囲気を台無しとなる状況の発生が抑えられる。

カラオケシステム１０では、マイクロフォン３２の位置が特に制限されず、また、スピーカー２８０として骨伝導タイプや、高指向性タイプを使用しなくても、ハウリングを防止することができる。
また、カラオケシステム１０Ａのうち、オーディオ装置２０Ａについては、クルマに既存の装置をほぼそのまま用いることができる場合があり、また、オーディオ装置２０Ａに接続されるカラオケユニット３０Ａについては、当該オーディオ装置２０Ａと無駄に重複する機能がほとんどない。このため、カラオケシステム１０Ａを構築するにあたって、オーディオ装置２０Ａに追加するカラオケユニット３０Ａのコストを低く抑えることができる。

上述した第１実施形態では、オーディオ装置２０Ａに、カラオケユニット３０Ａに接続するための準備、具体的には、コネクタなどを予め設けられるなどの措置が必要となる場合がある。また、カラオケをする場合、ユーザーが、カラオケユニット３０Ａをオーディオ装置２０Ａに接続する手間が発生する。
そこで、オーディオ装置２０Ａにカラオケユニットとの接続用コネクタなどを設ける必要がなく、オーディオ装置２０Ａに接続する手間が生じない第２実施形態について説明する。

図２は、第２実施形態に係るカラオケユニット３０Ｂを含むカラオケシステム１０Ｂの全体の構成を示す図である。
この図に示されるカラオケシステム１０Ｂは、オーディオ装置２０Ｂとカラオケユニット３０Ｂとを含む。
このうち、オーディオ装置２０Ｂは、カラオケユニット３０Ｂから減算信号Ｓが供給されず、また、処理部２６０から出力される信号Ｆは、カラオケユニット３０Ｂに供給されない。すなわち、第２実施形態におけるオーディオ装置２０Ｂは、加算器２５０を有さず、カラオケユニット３０Ｂとの接続を考慮する必要のない構成となっている。

第２実施形態に係るカラオケユニット３０Ｂは、第１実施形態に係るカラオケユニット３０Ａに対して次の点において異なっている。
すなわち、第１に、カラオケユニット３０Ｂは、ＤＡＣ３７０およびスピーカー３８０を有する。カラオケユニット３０Ｂでは、減算信号Ｓがオーディオ装置２０Ｂに供給されない代わりにＤＡＣ３７０に供給され、当該ＤＡＣ３７０は、当該減算信号Ｓをアナログに変換する。なお、ＤＡＣ３７０によりアナログに変換された信号は、不図示のアンプにより増幅された上で、スピーカー３８０に供給される。スピーカー３８０は、増幅された信号を音に変換して出力する。
第２に、カラオケユニット３０Ｂは、オーディオ装置２０Ｂから信号Ｆの供給を受けない。代わりに、カラオケユニット３０Ｂでは、減算信号Ｓがハウリングキャンセラー３６０の適応フィルター３６２に供給される。
なお、第２実施形態において、スピーカー２８０が第１スピーカーの一例であり、スピーカー３８０が第２スピーカーの一例である。

カラオケユニット３０Ｂでは、スピーカー３８０からマイクロフォン３２に至るまでの音響特性が減算信号Ｓに付与された上で、マイクロフォン３２による収音信号に基づく信号から減算される。

カラオケシステム１０Ｂにおいて、ユーザーは、プレイヤー２３０に例えばＣＤをセットして再生を指示すると、プレイヤー２３０による再生信号に基づいた音（演奏音）が、スピーカー２８０によって出力される。
ユーザーが、当該演奏音にしたがって歌唱すると、当該歌唱は、マイクロフォン３２によって収音され、当該収音信号には、効果付与部３５０によって効果が付与されて、当該効果が付与された収音信号がハウリングキャンセラー３６０に供給される。

ハウリングキャンセラー３６０Ｂは、スピーカー３８０からマイクロフォン３２に至るまでの音響特性を減算信号Ｓに付与した上で、マイクロフォン３２による収音信号に基づく信号から減算する。

このため、第２実施形態に係るカラオケユニット３０Ｂでは、スピーカー３８０から出力される歌唱音には、上記伝達経路を経由して循環する信号成分が予め低減されるので、耳障りなハウリングの発生が抑えられる。このため、カラオケの雰囲気を台無しとなる状況の発生が抑えられる。
くわえて、ユーザーは、第２実施形態に係るカラオケユニット３０Ｂを、上述したように、オーディオ装置２０Ｂに接続しないで済む。このため、カラオケユニット３０Ｂによれば、第１実施形態と比較して、ユーザーに面倒な手間を強いずに手軽にカラオケを提供することができる。

なお、第１および第２実施形態では、便宜的にスピーカー２８０が１個のモノラルとして説明したが、左チャネルおよび右チャネルのステレオでも良いし、３チャンネル以上であっても良い。

また、マイクロフォン３２としては、第１または第２実施形態で説明したもののほか、次のようなものが適用可能である。
例えば、マイクロフォン３２として、カーナビゲーション装置に備えられ（または、付随し）、音声入力および音声認識により当該カーナビゲーション装置に各種命令や指示などするためのマイクを有するモジュールが適用可能である。このモジュールは、上記カラオケユニット３０Ａまたは３０Ｂの機能を併せ持っても良い。
また例えば、マイクロフォン３２として、eCallのマイクが適用可能である。なお、eCallとは、緊急時に車室内のマイクにより緊急通報センターと通話可能な車両緊急通報システムであり、当該マイクを有するシステムに上記カラオケユニット３０Ａまたは３０Ｂの機能を併せ持たせても良い。
マイクロフォン３２としては、特に図示しないが、例えば歌唱者の両耳にまたがって掛けられるフレームと、当該マイクフレームの一端から歌唱者の口元近くまで延長されたマイク部とを有するヘッドマイクが適用可能である。
マイクロフォン３２は、カラオケユニット３０Ａ（または３０Ｂ）とは別体ではなく、カラオケユニット３０Ａ（または３０Ｂ）にマイクロフォン３２を内蔵させた構成でも良い。

また、オーディオ装置２０は、クルマに予め備え付けられたカーオーディオに限られず、例えば室内に設置されたステレオ装置であっても良い。

上述した第１実施形態および第２実施形態等から、例えば以下のような態様が把握される。

＜態様１＞
本発明の好適な態様１に係るカラオケユニットは、受け付けた減算信号と自己で再生した再生信号とをミキシングしたミキシング信号をスピーカーで発音させるオーディオ装置に対し、マイクロフォンに基づく収音信号から、前記スピーカーによる発音の成分を低減して、前記減算信号を出力するハウリングキャンセラーを含む。
態様１に係るカラオケユニットによれば、既存のオーディオ装置と機能の重複を抑え、かつ、ハウリングの発生が抑えられた状態で、ユーザーは、気軽にカラオケを楽しむことが可能となる。

＜態様２＞
態様２に係るカラオケユニットは、態様１に係るカラオケユニットにおいて、前記ハウリングキャンセラーは、前記オーディオ装置から前記ミキシング信号を受け付け、前記スピーカーから前記マイクロフォンに至るまでの音響特性を前記ミキシング信号に付与し、前記マイクロフォンに基づく収音信号から、当該特性を付与した再生信号を減算し、前記減算信号を出力する。態様２に係るカラオケユニットによれば、マイクロフォンに基づく収音信号から、スピーカーから当該マイクロフォンに収音された成分が減算されることによってハウリングの発生が抑えられる。

＜態様３＞
態様３に係るカラオケユニットは、態様２に係るカラオケユニットにおいて、前記ハウリングキャンセラーは、適応フィルターと設定部と減算部とを含み、前記適応フィルターは、前記音響特性を前記ミキシング信号に付与し、前記設定部は、前記減算信号が小さくなる方向に、前記適応フィルターに付与する音響特性を設定し、前記減算部は、前記マイクロフォンに基づく収音信号から前記適応フィルターの出力を減算して、前記減算信号を出力する。態様３に係るカラオケユニットによれば、適応フィルターによって、再生信号に、スピーカーからマイクロフォンに至るまでの音響特性が付与され、設定部によって、前記減算信号が小さくなる方向に音響特性が設定され、減算部によって、マイクロフォンに基づく収音信号から適応フィルターの出力を減算することによってハウリングの発生が抑えられる。

＜態様４＞
態様４に係るカラオケユニットは、態様１乃至３のいずれかに係るカラオケユニットにおいて、前記マイクロフォンにより収音された信号に所定の効果を付与する効果付与部を含む。態様４に係るカラオケユニットによれば、マイクロフォンにより収音された信号に所定の効果が付与されるので、カラオケの雰囲気を盛り上げることが可能となる。

＜態様５＞
本発明の好適な態様５に係るカラオケユニットは、再生信号に基づいて第１スピーカーで発音させるオーディオ装置と組み合わせられ、所定の減算信号に基づいて発音する第２スピーカーと、マイクロフォンに基づく収音信号から、前記第２スピーカーによる発音の成分を低減して、前記減算信号を出力するハウリングキャンセラーと、を含む。態様５に係るカラオケユニットによれば、既存のオーディオ装置と機能の重複を抑え、当該オーディオ装置との接続を考慮することなく、かつ、ハウリングが抑えられた状態で、ユーザーは、気軽にカラオケを楽しむことが可能となる。

１０Ａ、１０Ｂ…カラオケシステム、２０Ａ、２０Ｂ…オーディオ装置、３０Ａ、３０Ｂ…カラオケユニット、３２…マイクロフォン、３６０…ハウリングキャンセラー、３６２…適応フィルター、３６４…設定部、３６６…減算部、２８０、３８０…スピーカー。

Claims

受け付けた減算信号と自己で再生した再生信号とをミキシングしたミキシング信号をスピーカーで発音させるオーディオ装置に対し、
マイクロフォンに基づく収音信号から、前記スピーカーによる発音の成分を低減して、前記減算信号を出力するハウリングキャンセラーと、
前記マイクロフォンにより収音された信号に所定の効果を付与する効果付与部と、を含む、
カラオケユニット。
前記ハウリングキャンセラーは、
前記オーディオ装置から前記ミキシング信号を受け付け、
前記スピーカーから前記マイクロフォンに至るまでの音響特性を前記ミキシング信号に付与し、前記マイクロフォンに基づく収音信号から、当該特性を付与したミキシング信号を減算し、前記減算信号を出力する、
請求項１に記載のカラオケユニット。
前記ハウリングキャンセラーは、
適応フィルターと設定部と減算部とを含み、
前記適応フィルターは、前記音響特性を前記ミキシング信号に付与し、
前記設定部は、前記減算信号が小さくなる方向に、前記適応フィルターに付与する音響
特性を設定し、
前記減算部は、前記マイクロフォンに基づく収音信号から前記適応フィルターの出力を
減算して、前記減算信号を出力する
請求項２に記載のカラオケユニット。