JPH0217036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は音声信号から基本波を抽出する基本波
抽出装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 音響機器の一分野として、記録媒体に記録され
た楽器などのミユージツク信号を再生、拡声し、
これに合せてユーザーが歌を唄うと上記ミユージ
ツク信号と混合して拡声する装置（俗称「カラオ
ケ装置と呼ばれている。）が一般家庭用あるいは
業務用として広く普及している。以下この装置を
演奏装置と呼ぶこととする。

最近、この演奏装置の一機能として記録媒体に
記録された信号とユーザーが唄つた音声信号を比
較してユーザーの歌唱力を点数で表示する採点機
能がある。音声は基本波とその高調波成分の合成
されたものであり、前記採点を行なう装置におい
ては、音声の中の基本波を忠実にとりだすことが
採点精度向上において非常に重要である。

第１図は従来の基本波抽出装置とその周辺装置
であり、１はマイク、２は増幅器、３はローパス
フイルタ、４はゼロクロスデイテクタ、５は波形
整形器、６は発振器、７はアンド回路で発振器６
の出力と波形整形器５からの出力のアンドをと
る。８は出力端子である。ここでローパスフイル
タ３、ゼロクロスデイテクタ４、波形整形器５を
組合せて基本波抽出装置と呼ぶ。なお９〜１１は
演算増幅器、１２〜１６はコンデンサ、１７〜３
０は抵抗、３１は電源端子、３２はローパスフイ
ルタの出力端子、３３は波形整形器の出力端子で
ある。

以上のように構成された基本波抽出装置とその
周辺装置についてその動作を説明する。

第２図、第３図は動作説明のための特性図であ
る。３４は出力端子３３でパルスが出はじめる入
力を縦軸とし周波数を横軸にして表わしたパルス
検出の周波数特性曲線、３５は男声の基本周波数
範囲と最低入力レベルを示す範囲、３６は女声の
基本波周波数範囲と最低入力レベルを示す範囲、
３７は周波数特性曲線３４において増幅器２のゲ
インを増大して、パルス検出感度を増大した特性
曲線、３８はノイズレベル、３９は女声周波数範
囲３６において、特性曲線３４を使用した場合の
パルス未検出領域である。４０はマイク１からの
入力音声信号波形、４１はローパスフイルタ３を
通過し、出力端子３２に表われた波形、４２はゼ
ロクロスデイテクタ４と波形整形器５を通過し、
出力端子３３に表われた波形、４３は発振器６と
波形４２とのアンド出力であり、出力端子８に表
われた波形である。

波形４０のような音声信号をマイク１から入力
し、増幅器２、ローパスフイルタ３を通過させる
と高調波が除去されて波形４１のようになる。次
にゼロクロスデイテクタ４を通過させるとゼロ点
を波形が交差するところで出力が反転した出力と
なり波形整形器５を通過させると波形４２のよう
な信号が得られる。発振器６と波形４２とのアン
ド出力は波形４３のような信号となり、このアン
ド出力をカウンタ（マイクロコンピユータで構成
してもよい）に導びくようになす。採点機におい
ては、テープ上にあらかじめ録音された基準とな
る音声（例えば歌手による音声）が入力される前
記と同一構成の基本波抽出装置とその周辺装置を
設ける。ただし、マイク１の代りにテープ上の基
準の音声を再生する磁気ヘツドを用いる。

以上の構成によりマイクロコンピユータ等でマ
イク音声（ユーザーの音声）とテープ音声（歌手
の音声）のパルス数を比較することにより、その
合致度合に応じて点数を表示するようになしてい
た。

しかしながら、上記の従来の構成では、特性曲
線３４からも判るように、女声のような基本波の
高い周波数の場合は信号が欠落してしまうという
問題点を有していた。つまり、第２図において、
女声の基本波周波数範囲３６の内、ハツチング部
分３９については、パルス検出レベル以下である
から基本波の抽出ができない。また仮にパルス検
出感度を増大しようとして、増幅器２のゲインを
増大させて特性曲線３７のようになすと、男声、
女声ともパルス検出されるようになるが、低域で
ノイズレベル３８と交差するようになり、ノイズ
により検出出力が発生するという問題点を有して
いた。ここでノイズ源としては、テープ上のクロ
ストークや、マイクから入つてくる外来ノイズ等
が考えられ、前記ノイズレベル３８はこれらのノ
イズ源の最も大きいもののレベルである。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
男女の音声の区別なく、正確に基本波を抽出可能
な基本波抽出装置を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明はローパスフイルタとレベルセンサの縦
続回路を２系統備え、第１の系統よりパルス出力
を得、一方第２の系統の出力を整流することによ
り、該整流電圧によつてトランジスタを駆動し
て、前記第１の系統のパルス出力の断続を制御す
るようになし正確に基本波を抽出することができ
るものである。

実施例の説明 第４図は本発明の一実施例における基本波抽出
装置の回路図を示すものである。第１図のローパ
スフイルタ３、ゼロクロスデイテクタ４、波形成
形器５に相当するものである。第４図において、
４４は第１のローパスフイルタ、４５は第２のロ
ーパスフイルタ、４６は第１のレベルセンサ、４
７は第２のレベルセンサ、４８は整流回路、４９
は出力回路、５０は第３のローパスフイルタであ
り、レベルセンサ４６，４７の感度設定は抗抗７
１，７２および抵抗７８，７９の比で決まる。

５１〜６４はコンデンサ、６５〜８８は抵抗、
９５〜９８は演算増幅器、９９，１００はダイオ
ード、１０１，１０２はトランジスタである。９
０は基本波出力端子、９１は電源端子、９２は音
声入力端子、９３はレベルセンサ４６の出力端
子、９４はトランジスタ８７のコレクタ端子であ
る。また基本波抽出装置以外の周辺装置は従来例
と同様とする。

以上のように構成された本実施例の基本波抽出
装置について以下その動作を説明する。第５図は
動作説明のための特性図である。３７は端子９３
でのパルス検出感度の周波数特性、１０３は端子
９４がローレベルとなる周波数特性であり、ミユ
ーテイングの周波数特性といつてもよい。

３５の周波数範囲で示された男声入力端子９２
より入つてくるとローパスフイルタ４４により、
高調波が除去され、基本波が得られる。その時の
入力レベルをU₁、周波数を₀とすると、ローパ
スフイルタ４５を通つた信号は更に高域が除去さ
れレベルセンサ４６に入力される。レベルセンサ
４６はR₇₂／R₇₁で示される感度を有しておりパルス 検出感度の周波数特性３７を示す。従つて端子９
３には周波数₀のパルスが検出される。

一方入力信号はローパスフイルタ５０を通つ
て、レベルセンサ４７へも供給され、レベルセン
サ４７はR₇₉／R₇₈で示される感度を有しておりミユ ーテイングの周波数特性１０３を示す。周波数特
性３７より減衰率が小さいのはローパスフイルタ
４４および４５を通つたものに対して、ローパス
フイルタ５０のみを通つたためである。入力U₁、
周波数₀のときはレベルセンサ４７の出力はハイ
レベルであり、トランジスタ１０１をONさせ、
端子９４はローレベルとなり、端子９３のパルス
はトランジスタ１０２を駆動して端子９０に基本
波が抽出される。

３６の周波数範囲で示される女声入力の場合も
第５図より明らかなように基本波が確実に抽出さ
れる。

またノイズレベル３８に対しては、第５図から
も明らかなように周波数特性３７を横切るため、
端子９３にはパルスが現われる。しかしながらミ
ユーテイングの周波数特性１０３より下側ゆえ端
子９４はハイレベルでありトランジスタ１０２は
常時オンで端子９０にはパルスが出ない。従つて
ノイズによる誤動作もない。

第６図は本発明の一実施例の第５図を更に改善
したものである。この構成はローパスフイルタ４
４と４５の接続点より、レベルセンサ４７の入力
をとりだすことにより、ローパスフイルタ５０を
はぶくことができるものである。特性は第５図と
同一特性を示す。

発明の効果 本発明は第１、第２のローパスフイルタと第１
のレベルセンサにより基本波を出力するとともに
第３のローパスフイルタと第２のレベルセンサに
より、一定レベル以下の信号においては上記基本
波をミユーテイングして、外来ノイズによる誤動
作をなくし、男声、女声のいずれが入力されても
正確に基本波を抽出できる優れた基本波抽出装置
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の基本波抽出回路とその周辺回路
図、第２図は従来例のパルス検出感度の周波数特
性を示す図、第３図は従来例の動作説明のための
波形図、第４図は本発明の一実施例における基本
波抽出装置を示す回路図、第５図は本実施例のパ
ルス検出感度およびミユーテイングの周波数特性
を示す図、第６図は本発明の他の実施例を示す図
である。 ４４……第１のローパスフイルタ、４５……第
２のローパスフイルタ、４６……第１のレベルセ
ンサ、４７……第２のレベルセンサ、４８……整
流回路、５０……第３のローパスフイルタ、１０
１……第２のトランジスタ、１０２……第１のト
ランジスタ、９４……出力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声入力端子より第１および第２のローパス
   フイルタを介した入力を第１のレベルセンサの入
   力端子に印加し、このレベルセンサの出力を第１
   のトランジスタのベースに印加するとともに、前
   記音声入力端子より第３のローパスフイルタを介
   した入力を第２のレベルセンサの入力端子に印加
   し、前記第２のレベルセンサの出力を整流し、該
   整流出力を第２のトランジスタのベースに印加
   し、コレクタよりダイオードを介して、前記第１
   のトランジスタのベースに印加し、第１，第２の
   トランジスタの各エミツタを接地し、第１，第２
   のトランジスタの各コレクタを抵抗を介して電源
   に接続し、第１のトランジスタのコレクタから出
   力を得るように構成したことを特徴とする基本波
   抽出装置。 ２ 音声入力端子より、第１，第２のローパスフ
   イルタを介した入力を第１のレベルセンサの入力
   端子に印加するとともに、第１，第２のローパス
   フイルタの接続点より第２のレベルセンサに入力
   するようになした特許請求の範囲第１項記載の基
   本波抽出装置。