JPH031679B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は歌唱或いは演奏の優劣を数値によつて
表示する装置に関する。 従来歌唱の優劣を数値表示する器械が実用され
ている。これは伴奏音楽を録音した磁気テープ中
の１つのトラツクに、歌の施律を特別に録音し、
この施律トラツクからは再生音を出さず、マイク
を通じて入力されてくる歌唱信号の施律に対し比
較の基準とし、基準の施律信号とマイクからの歌
唱信号との一致程度を判定するものである。 この装置は歌唱の施律の優劣を基準施律と比較
し一致程度を数値表示出来る点で判定に客観性を
持たせることが出来る。 しかし乍ら該装置は伴奏音楽を録音した磁気テ
ープ中の１トラツクに歌の施律を態々録音せねば
ならず、伴奏用磁気テープの製作に手間が掛り、
しかも歌手は選曲範囲が制約される問題があつ
た。 本発明者は歌の上手、下手の判定は伴奏に合せ
た正しい施律で歌唱出来るか否かによつてのみで
なく、常に同一施律で歌唱出来るか否かでも判定
が出来ることに着眼した。上手者は同じ曲を何回
歌つても、又１番に続いて２番を歌つても全く同
一施律で歌つているのに対して、下手者は歌う度
に施律が狂つており曲の１番と２番を同一施律で
歌うことは出来ないものである。 本発明はマイクを通じて歌唱された歌の１番を
パルスコード化して記憶し、２番の歌唱はパルス
コード化すると共に既に記憶している１番のパル
スコードと比較して、一致程度を出力し、表示す
るものである。 本発明は判定用の特別な磁気テープを作る必要
はなく、極端には伴奏音楽テープも必要でなく、
歌手はマイクを通じて同じ曲の１番と２番又は１
番を２回歌うだけで、最初の歌を標準パターンと
して、後から歌われた歌を比較パターンとして両
パターンの一致程度を表示装置に表示出来る優れ
た効果を有するものである。 第１図は本発明の実施例を説明するフローチヤ
ートであつて歌唱者はマイクにフオンを通じて歌
い始めるだけでよい。そして１番に引き続いて２
番を唱うだけで、表示部９に「100」を最高点と
したときの現在の歌唱力が２桁数字で表示される
のである。 判定は磁気ヘツドからの伴奏信号の入力によつ
て判定態勢に入り伴奏信号の終了によつて判定態
勢を解放する。 歌唱開始検知部１は、歌い始めを検知して信号
処理と記憶を開始するものである。歌い始め点の
検出には色々な方法があるがその一例は、マイク
へ入力される信号が数秒間継続するかを確認する
様に、コンピユータソフトウエアをプログラムす
ることによつて行なわれる。 マイクへ入る音が雑音であればそれは瞬間的な
入力であつて、数秒間も継続することはない。 装置はマイクへ音が入る都度、それの信号処理
を行ない記憶するが、入力音が瞬間的で終つてし
まうときは記憶を消去し、これを繰り返してい
る。しかしマイクへの入力音が数秒間続いた場
合、これは歌唱音声の入力であるから検知部１は
記憶を消去せず、その侭引き続き信号処理と記憶
を継続する。 マイクへ入力された歌唱音声信号の処理と記憶
は通常のＡ／Ｄ変換によつてパルスコード化され
た信号をコンピユータの記憶部２に記憶させるこ
とによつて行なわれる。 第２図乃至第６図はその一例を示している。 本発明に於ては、歌唱信号Ａは波部３に送ら
れて、可聴周波数範囲で特定の周波数帯域例えば
200乃至800ヘルツの帯域中の信号のみを取り出
し、その帯域を外れる低周波或は高周波は可及的
に排除される。この波操作は波回路を複数段
組み合せて製られた特別な波部３によつて行な
われ、第２図に示される入力歌唱信号Ａは、高周
波が除かれて第３図の如く単純波形Ｂとなる。
波部３の特性は第５図の如く設定帯域内の信号の
みを取り出し、帯域外の信号は厳密に遮断出来る
様に、帯域両端での200ヘルツ及び800ヘルツで急
峻に立ち上つている。従つて波部３を通過した
信号は次段の増幅部４で増幅されても帯域を外れ
た周波数の信号は現われない。この波部のＱ値
は100位が望ましい。 通常の波回路であれば波帯域を200乃至800
ヘルツに設定しても、特性は第５図に破線で示す
ように多少はその前後周波数に掛かつているた
め、出力の中には200ヘルツ程度の信号も混じつ
ているのが通常である。 しかし本発明においては、波特性が急峻な
波部３によつて処理するため、出力には設定され
た帯域を外れる周波数の信号は可及的に除かれて
いる。 波帯域を200乃至800ヘルツと定めた理由は、
歌唱音声の周波数は殆んどこの範囲に納まるから
である。曲目によつてはこの帯域は高音側或は低
音側へ移動させても構わない。 波部３を通過した夫々の信号Ｂは増幅され、
パルス整形部５を通して一定電圧レベルVo以上
の部分についてパルス整形し、波高が揃いパルス
幅だけが電圧Voを越える波形Ｂ部分の幅に等し
いパルス列に変形される（第４図）。 上記パルス列信号Ｃ（第４図）は曲の第１小節
から最終小節まで続き、これをカウンター部６へ
通して0.01乃至0.1秒間の短かい時間間隔でパル
ス幅とは無関係にパルス数が計数される。カウン
ター部６はクロツク信号clによつて決められた短
かい時間間隔で計数して、次段の記憶部２へ計数
値を出力しリセツトされて再び計数を繰り返し、
この計数操作は予め決められたプログラムソフト
ウエアによつて実行される。 カウント時間間隔は短かくする程、その時間内
で計数されるパルス数は少なくなり、例えばカウ
ント時間間隔を0.01秒とすると、その間に計数さ
れるパルス数は10個以下である。 カウンター部６で計数のためには、波波形Ｂ
は必ずしもパルス波に変形される必要はなく、信
号Ｂのバイアス電圧の基準点Voの高さまで高め
て、信号が零位を通過し＋−反転する回数を計数
してもパルス波計数と同様な計数が行なえること
は勿論である。 従つて記憶部２は、短時間間隔のパルス数をパ
ルスコード化しこれが繋がつた数列を曲の１番の
最終小節まで記憶し続ける。 曲の１番が終つたとき、多小の時間をあけて２
番が歌い始められるが、１番の歌唱が終り２番の
歌唱が始まつたことの検知は、歌唱信号のパルス
が所定時間休止したことを検知し、それに引続い
て１番のパルスコードと略同じパターンのパルス
が記憶され始めたことを検知して行なう。 １番の信号記憶の休止中に雑音がマイクに入つ
てもそれは継続せず、瞬間的に終つて更に休止が
続くから、この様な瞬間的な信号は記憶から抹消
される。 又曲目によつては、１番の曲の途中で休止が所
定時間入るものもあるが、その休止時間は１番か
ら２番へ移る際の休止時間と較べて短かく、しか
も休止後に記憶されるパルスパターンは１番の最
初部分のパルスパターンとは全く異なるから、こ
の休止は１番の曲の終りとは認めず、１番の継続
として記憶を続ける。 判定態勢の間は歌唱のパルス列入力信号は１
番、２番引き続いて記憶が続けられるが、１番と
２番の間の休止期間でパルス列を２ブロツクに分
け、１番の歌唱を終り、２番の歌唱のパルスパタ
ーンの記憶を始めたときは、比較部７に於て既に
記憶している１番のパルス列ブロツクを標準パタ
ーンとして、２番のパルス列ブロツクは比較パタ
ーンとして順次１番の標準パターンと対比して一
致程度が判定される。 標準パターンと比較パターンとのパターンマツ
チングの手法は各種のものが知られているが、そ
の一例としてダイナミツクプログラミングを用い
てDPマツチングが挙げられる。これは非線形マ
ツチング或はラバーマツチングとも呼ばれ、例え
ば標準パターンと比較パターンの夫々が記憶する
パルスパターンが次の様な場合、対応する数字同
士の差の絶対値の和（距離）が最小となる様な対
応づけを行なうものである。

【表】 この比較判定は曲の２番が歌唱されている間は
実行されて、標準パターンからの外れ工合即ち距
離は積算され記憶部８に記憶される。 その他の判定方法として、時経周波数比較、部
首別度数比較１、２番マイク入力時間差の利用、
最適化一致ずれ幅の利用等、各種の手法がある。 ２番の歌唱の終了は、パルスパターンの入力が
所定時間以上続くことを検知して確認される表示
部９は判定部７に於て、標準パターンと比較パタ
ーンとが完全一致したと判定されたときを「100」
とし、記憶しているパターン距離を２桁数値に換
算して表示部９にデイスプレイ表示する。 又、興を増すために換算率を加減し、或は数値
を増減する等の操作を換算部で行なえる様にソフ
トウエアを構成することも出来る。 本発明は歌唱者が歌う１番の施律を標準パター
ンに利用し、２番の施律を比較パターンとして標
準パターンと対比させ一致程度を判定するもので
あるから、従来の如く特別に標準音楽を録音した
テープを特別に製作することは不用である。選曲
範囲に制約がなく、伴奏音楽は判定そのものに
は、関係がないから、装置を用いた判定が手軽に
出来、有用なものである。 しかも判定には単調な施律の利用のみでなく、
ビブラートの検出も比較的容易に出来るから、こ
れを得点に加味して一層正確な判定を期すことが
可能である。 本発明では歌唱パターンを読むため、マイクに
多小の雑音が入つてもそれはパターンとは無関係
であるから得点にはバラツキは起さない利点があ
る。 又、本発明は歌唱力の判定のみでなく、マイク
を通じて楽器の伴奏音を入力することによつて、
演奏技術の巧拙の判定に使用することが出来、演
奏或は歌唱力の向上に役立つのみならず、判定に
客観性があるため、判定器具として使用すること
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置のソフトプログラムを示す
フローチヤート、第２図は歌唱信号の波形図、第
３図は波部を通過させた後の波形図、第４図は
波された波形の中、所定レベル以上の部分をパ
ルス変形したパルス列、第５図は波部の波特
性を示すグラフ、第６図は歌唱信号の処理工程を
示すブロツク図である。 １…歌唱開始検知部、２…記憶部、７…比較
部、、８…記憶部、９…表示部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイクを通じて入力される歌をパルスコード
   化する変換部と、歌の１番が終了するまでパルス
   コードを記憶する記憶部と、歌の１番が終了し２
   番が開始されたことを検出する検知部と、２番の
   歌のパルスコードを既に記憶されている１番のパ
   ルスコードに対比し２つのパルスコードの一致程
   度を算出する比較部と、比較部出力を表示する表
   示部とから構成された歌唱力判定装置。 ２ 比較部はDPマツチングによつて２つのパル
   スコードを比較するものである特許請求の範囲第
   １項の装置。 ３ 変換部は特定周波数帯の信号のみを波し、
   所定レベルを越える部分をパルス化し、所定時間
   毎にパルス数の合計数を出力するものである特許
   請求の範囲第１項又は第２項の装置。 ４ 変換部は特定周波数帯の信号のみを波し、
   信号が零レベルを通過する回数を検出して所定時
   間毎に合計回数を出力するものである特許請求の
   範囲第１項又は第２項の装置。