JPH03113478A

JPH03113478A - 自動演奏装置

Info

Publication number: JPH03113478A
Application number: JP1251568A
Authority: JP
Inventors: Tetsukazu Nakae; 哲一仲江
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1991-05-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、予め記憶された曲のデータに従って順次自動
的に音高信号を出力する自動演奏装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来から予め記憶された曲のデータに従って音高信号を
順次自動的に発生させるとともに、使用者がこれに合わ
せてマイク等の外部音声検出手段を用いて歌う、いわゆ
るカラオケ装置が普及している。これらは、装置からの
曲の楽音信号と使用者の音声とをミキシングして発生す
るように構成され、歌うことにあまり熟練していない使
用者であっても、曲のテンポや開始時期などを間違わず
に比較的楽に歌うことができる。

しかしながら、未熟な使用者にとって、曲のテンポは合
わせられても、音の高さ、つまり声の周波数を各楽音の
音階に正確に合わせて歌うことはきわめてむずかしい。

そこで従来では、特開昭５５−２１０８８号に示すよう
に、使用者が今発している音声がどの音階であり、正し
い音階からどの程度ずれているのか表示する装置が提案
され、これによって使用者に注意を促すことが提案され
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この従来装置では、音程がはずれたこと
は認識できても、この音程のはずれた音はそのまま出力
されてしまい、周囲の人々には間き苦しい、場合によっ
ては使用者も歌う意欲を減退させてしまう。

このように、単に音程がはずれたことを表示するだけで
は、練習用あるいは項生用としては最適であるが、娯楽
用として用いるにはまだ問題があった。

さらに娯楽用として、さらに面白味を出す場合、正しく
歌っても曲の一部の音程をわざと変えてやってあたかも
その部分のみ別人が歌っているような状態を作り出すこ
となどが考えられるが、従来装置では、このようなこと
ができなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題に鑑み為されたものであり、使用者の
歌声の音程を種々可変することのできる娯楽用に適した
自動演奏装置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、本発明は、予め記憶された
曲のデータに従って順次自動的に音高信号を出力する音
高信号発生手段を有する自動演奏装置において、外部音
声を検出する外部音声検出手段と、この外部音声検出手
段にて検出された外部音声のピッチを抽出するピッチ抽
出手段と、このピッチ抽出手段にて抽出されたピッチと
上記音高信号発生手段から発生する音高信号のピッチと
を比較してその差に対応するピッチ補正信号を出力する
ピッチ比較回路と、このピッチ比較回路からのピッチ補
正信号に対応して上記外部音声検出回路からの外部音声
のピッチを変更して発声信号として出力するピッチ補正
手段と、を設けたことを特徴とする。

〔作　用〕

この構成により、上記音高信号発生手段からは予め記憶
された曲のデータに従って音高信号が順次自動的に発生
する。使用者がこれに合わせて歌うと、その音声は外部
音声検出手段にて検出され、さらにピッチ抽出手段にて
その音声のピッチが抽出される。この音声のピッチと上
記音高信号発生手段からの音高信号のピッチとはピッチ
比較手段にて比較されてそのピッチ差に対応したピッチ
補正信号が発生する。このピッチ補正信号に対応してピ
ッチ補正手段は外部音声検出手段からの音声のピッチを
変更して出力する。このようにして使用者の歌声は、音
高信号の音程に正しく合わせて、あるいはわざと音高信
号と一定の音程差を持たせて発声することが可能となる
。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第１実施例に係る自動演奏装置のブ
ロック回路図である。

図において、音高信号発生回路２は、曲の音符データが
記憶された取り外し可能なＲＯＭバック４、発生される
楽音の音色を決定する音波形データ及びエンベロープデ
ータが記憶された音色ＲＯＭ６、この両ＲＯＭ４・６か
らのデータを順次読み出し制御するＣＰＵ８、このＣＰ
Ｕ８の動作開始・停止等を外部から制御するための機能
スイ・ソチ１０、さらにＲＯＭ４−６からのデータに基
づき楽音信号を作成する音源１２と、から成る。

本実施例においては、ＲＯＭ４には曲のメロディ音のデ
ータの他に伴奏音のデータが記憶されておＩＩ）、ＣＰ
Ｕ８は、このデータのうち伴奏音に関するデータのみ音
源１２に供給して伴奏音信号を発生し、メロディ音のピ
ッチに関するデータをアナログ信号の電圧レベルに変換
して後述するピッチ比較回路に供給するように構成され
ている。

外部音声検出回路１４は、マイク１６およびアンプ１８
から成り、これによって検出された音声信号はピッチ抽
出回路２０に供給され、ここで音声信号のピッチが抽出
される。この抽出されたピッチ信号は、前述のＣＰＵ８
からのメロディ音のピッチ信号とともにピッチ比較回路
２２に入力する。ピッチ比較回路２２は、この入力され
た両ピッチ信号の差に対応するピッチ補正信号を出力す
る回路であり、このピッチ補正信号はピッチ補正回路２
４に入力する。このピッチ補正回路２４には外部音声検
出回路１４からの音声信号も入力しており、この回路２
４は、ピッチ補正信号に基づき入力している音声信号の
ピッチを修正して出力する。この修正された音声信号は
、音源１２からの伴奏音信号とともにミキサ２６に入力
して混合され、アンプ２８、スピーカ３０にて発音され
る。

このミキサ２６、アンプ２８及びスピーカ３０にて発音
回路３２を構成している。

第２図は、第１図におけるピッチ抽出回路２０、ピッチ
比較回路２２及びピッチ補正回路２４の詳細な回路図で
ある。

図において、ピッチ抽出回路２０は、入力する音声信号
から高調波成分を除去するローパスフィルタ３４と、こ
のローパスフィルタ３４から出力される音声信号をその
周波数に対応した電圧レベルを有するアナログ信号に変
換するＦ／Ｖ変換器３Ｂと、から成る。ピッチ比較回路
２２は、このＦ／Ｖ変換器３６からのアナログ信号と、
ＣＰＵ８からのメロディ音信号のピッチに対応する電圧
レベルを有するアナログ信号とが入力し、この両信号の
レベル差に対応したピッチ補正信号を出力する差動増幅
器３８から成る。さらにピッチ補正回路２４は、まず音
声信号が入力する第１のゲー）４０と第２ゲート４２、
さらにこの第１のゲート４０からの出力が入力する第１
のシフトレジスタ４４と第２のゲート４２からの出力信
号が入力する第２のシフトレジスタ４６と、を有する。

そしてさらに、この第１及び第２のシフトレジスタ４４
．４６に書き込みクロック及び読み出しクロックを供給
するクロック発生器４８と、第１及び第２のシフトレジ
スタ４４．４６からの出力信号をそれぞれ入力する第３
及び第４のゲート５０．５２、さらにこの４個のゲート
４０・４２・５０・５２の開閉を制御する信号Ｓ□〜Ｓ
４を出力するとともにクロック発生器４８に差動増幅器
３８からのピッチ補正信号に対応して読み出しクロック
と書き込みクロックの周波数を可変する制御信号発生器
５４と、を有する。

以下この回路の動作について説明する。

ＣＰＵ８からは、メロディ音の各音符のピッチデータに
対応する電圧レベルを有するアナログ信号が順次出力さ
れ、使用者がこれに合わせて歌うと、その音声信号は外
部音声検出手段１４を介してピッチ抽出回路２０に入力
する。この音声信号はピッチ抽出回路２０にてそのピッ
チに対応する電圧レベルを有するアナログ信号に変換さ
れて差動増幅器３８に入力する。差動増幅器３８は、こ
の両信号のレベル差、つまりピッチの差に対応した信号
を制御信号発生器５４に入力する。この制御信号発生器
５４は、クロック発生器５４に読み出しクロックと書き
込みクロックの周波数差を決める信号を出力する。つま
り音声信号のピッチがメロディ音のピッチと等しいなら
読み出しクロックと書き込みクロックの周波数を等しく
シ、音声信号のピッチが低いのなら、読み出しクロック
の周波数を高くし、逆に音声信号のピッチの方が高いと
きは書き込みクロックの周波数の方を高くする。またこ
れと同時に制御信号器５４は、第１のシフトレジスタ４
４に書き込みクロックが供給され、第２のシフトレジス
タ４６に読み出しクロックが供給されているときは第１
のゲート４ｏ及び第４のゲート５２を開状態にする信号
を出力し、第１のシフトレジスタ４４に音声信号を書き
込み、第２のシフトレジスタ４６に書き込まれていた音
声信号を読み出しクロックの速度で読み出す。逆に第１
のシフトレジスタ４４に読み出しクロックが供給され、
第２のシフトレジスタ４６に書き込みクロックが供給さ
れているときは第２及び第４のゲート４２．５０を開く
。これによって第１のシフトレジスタ４２は今まで書き
込まれていた音声信号を読み出し、逆に第２のシフトレ
ジスタ４６は外部音声検出手段１４からの音声信号を書
き込む。そして音声信号のピッチがメロディ音のピッチ
と等しければ第１又は第２のシフトレジスタ４４．４８
は音声信号は書き込まれた速度と等しい速度で読み出さ
れるから音声信号はそのまま出力され、音声信号のピッ
チが高いときは書き込まれる速度より遅く読み出され、
低いときは書き込まれる速度より早く読み出される。こ
の結果、第１又は第２のシフトレジスタ４４．４６から
出力される音声信号のピッチはメロディ音のピッチと等
しくなる。さらにこの第１及び第２のシフトレジスタ４
４．４８は書き込み、読み出しの動作が相互して行なわ
れ、それに応じてゲート５０．５２が交互に開状態にな
るため、発音回路３２に入力する音声信号は途切れるこ
とがない。

このようにして音声信号はメロディ音のピッチに修正さ
れて伴奏音信号とともに発音回路３２に供給され、発音
される。

この結果、使用者が誤って音程をはずして歌っても、発
生する音声はメロディ音の正しい音程となる。

本実施例においては、音声とメロディのピッチを電圧レ
ベルで表わすアナログ信号に変換して差動増幅器３８で
そのレベル差を検出していたが、音声とメロディのピッ
チをデジタルデータに変換して処理することも可能であ
り、この場合ＣＰＵ８からはメロディ音のピッチがデジ
タルデータで出力するように構成するとともにピッチ抽
出回路２０からの信号もデジタルデータに変換出力する
ようにし、ピッチ比較回路２２はデジタル減算回路を用
いればよい。

さらに本実施例においては、使用者の音声はメロディ音
のピッチに変更されて発声するように構成しているが、
より面白みを出すために使用者の音声を曲の一部のみあ
るいは全体でメロディ音のピッチとわざと一定値ずらし
て発声させるようにすることも可能である。この場合は
、ＣＰＵ４からのメロディ音のピッチデータを一定値ず
らして出力させてやればよい。

第３図は、本発明の第２実施例に係る自動演奏装置のブ
ロック回路図であり、第１図と同一構成のものは同一番
号を付して説明を省略する。この第２実施例において特
徴的なことは、第１図のＲＯＭパック４及び音色ＲＯＭ
６に代えてより大容量の光ディスクを用いたことであり
、長い曲や複数の曲が一度に記憶可能であり、ＲＯＭパ
ック４のひんばんな交換をなくしたものである。

第３図において、音高信号発生回路６４は、曲のデータ
を記憶したコンパクトディスク５６と、このディスク５
６からのデータを読み取る信号読み取り装置５８と、を
有し、この装置で読み取られたデータは信号復調装置６
０にて復調される。

この復調されたデータのうち伴奏音に関するデータＤ’
／Ａコンバータ６２にてアナログ信号に変換されフィル
タ６４を介して発音回路３２に入力して伴奏音を発生さ
せる。また、信号復調装置６０からのメロディ音に関す
るデータはＣＰＵ８θに送られ、その中からピッチに関
するデータのみピッチ比較回路２２に送られる。ＣＰＵ
θ８は他に機能スイッチ１０により信号読み取り装置５
８の動作の制御も行なっている。

また、この光ディスクの代りに磁気ディスクあるいは磁
気テープであっても同様である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、予め定められた曲の
データに従って音高信号を順次自動的に発生する自動演
奏装置において、使用者が曲に合わせて発生した音声の
ピッチを抽出し、このピッチと音高信号のピッチとを比
較し、この比較結果に対応して発声すべき音声信号のピ
ッチを修正している。この修正が音声信号と音高信号の
ピッチを常に等しくするような方式であれば、使用者が
音程をはずして歌っても正しく修正して発音されるため
、あまり歌うことに習熟していない人でも見好に自信を
もって歌うことができ、かつ周囲にも迷惑をかけること
がない。また音声信号が曲の全部又は一部において音高
信号と一定のピッチ差を持つように修正されるならば、
発声する音声はあたかも別人のように間こえ、面白味が
増して娯楽用により適した自動演奏装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る自動演奏装置のブ
ロック回路図。第２図は、第１図のピッチ抽出回路、ピッチ比較回路及
びピッチ補正回路の回路図。第３図は、本発明の第２実施例に係る自動演奏装置のブ
ロック回路図。２・５４・・・音高発生回路、１４・・・外部音声検出回路、２０・・・ピッチ抽出回路、２２・・・ピッチ比較回路、２４・・・ピッチ補正回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）予め記憶された曲のデータに従って順次自動的に
音高信号を出力する音高信号発生手段を有する自動演奏
装置において、外部音声を検出する外部音声検出手段と、この外部音声検出手段にて検出された外部音声のピッチ
を抽出するピッチ抽出手段と、このピッチ抽出手段にて抽出されたピッチと上記音高信
号発生手段から発生する音高信号のピッチとを比較して
その差に対応するピッチ補正信号を出力するピッチ比較
手段と、このピッチ比較回路からのピッチ補正信号に対応して上
記外部音声検出回路からの外部音声のピッチを変更して
発声信号として出力するピッチ補正手段と、を設けたことを特徴とする自動演奏装置。
（２）上記音高信号発生手段は、曲のデータとして曲の
メロディ音及び伴奏音のデータを記憶したことを特徴と
する請求項第１項記載の自動演奏装置。
（３）上記音高信号発生手段は、上記ピッチ比較手段に
メロディ音のピッチを出力することを特徴とする請求項
第２項記載の自動演奏装置。
（４）上記音高信号発生手段は、曲のデータを読み出し
可能なＲＯＭに記憶したことを特徴とする請求項第１項
記載の自動演奏装置。
（５）上記音高信号発生手段は、曲のデータを読み出し
可能な光ディスクに記憶したことを特徴とする請求項第
１項記載の自動演奏装置。
（６）上記ピッチ抽出手段は、上記外部音声検出手段か
ら検出された外部音声信号の高調波成分を除去するロー
パスフィルタ手段と、このローパスフィルタ手段にて高
調波成分の除去された外部音声信号の周波数に対応した
電圧レベルの信号を出力する変換手段と、から成ること
を特徴とする請求項第１項記載の自動演奏装置。
（７）上記ピッチ比較手段は、上記音高信号発生手段か
らの音高信号のピッチに対応した電圧レベルの信号と、
上記ピッチ抽出手段からの外部音声信号のピッチに対応
した電圧レベルを有する信号とが入力してその電圧レベ
ル差に対応した信号を出力する差動増幅器から成ること
を特徴とする請求項第１項又は第６項記載の自動演奏装
置。
（８）上記ピッチ補正手段は、上記外部音声検出手段か
らの外部音声信号が夫々入力する第１及び第２のゲート
手段と、この第１及び第２のゲート手段からの信号が夫
々入力する第１及び第２のシフトレジスタ手段と、この
シフトレジスタ手段に読み出し及び書き込みクロックを
交互に出力するクロック発生手段と、上記第１及び第２
のシフトレジスタ手段からの出力信号が夫々入力する第
３及び第４のゲート手段と、上記クロック発生手段に上
記ピッチ比較手段からのピッチ補正信号に対応した周波
数の書き込み及び読み出しクロックを発生させる信号を
出力するとともに、上記第１のシフトレジスタ手段に書
き込みクロックが入力するときは上記第１及び第４のゲ
ート手段を開状態とし、読み出しクロックが入力すると
きは上記第２及び第３のゲート手段を開状態にする制御
信号を出力する制御信号発生手段と、を有することを特
徴とする請求項第１項記載の自動演奏装置。
（９）上記ピッチ補正手段は、上記ピッチ補正信号に基
づいて上記外部音声検出手段からの外部音声のピッチを
上記音高信号のピッチと等しくなるように補正する請求
項第１項記載の自動演奏装置。