JPH0328878A - 採点装置 - Google Patents

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 本発明は俗に言う「カラオケ装置」等の音声信号再生装
置を用いて、ユーザーの唄う音声を基準となる光ディス
ク等の再生音声信号と比較して自動的にユーザーの歌唱
力を採点する採点装置に関するものである。

従来の技術 近年、音響機器の一分野として、磁気テープ或はディス
ク等の記録媒体に記録された楽器などの演奏音楽信号を
再生拡声し、これに合わせてユーザーが歌を唄うと前記
演奏音楽信号と混合して拡声する、俗に言う「カラオケ
装置」と呼ばれているものが、広く一般家庭用、或は業
務用として普及している。

前記「カラオケ装置」を用いて歌を唄うことにより、ユ
ーザーは喜びや満足感を得ることができるが、近年、自
らの歌唱力を向上させたいと思う人々が増加しておシ、
歌唱力向上のために歌の先生の指導を受ける人もいるが
、誰もが可能なことではなく、一人で歌の勉強ができる
一つの手段として、「完全音声多量テーフ゜」とよぱれ
る磁気テープ等の音声多重式の記録媒体なるものが急速
に普及してきている。この音声多重式の記録媒体とは一
例として、磁気テープの場合第９図に示すように磁気テ
ープ１に釦ける第１のトラック１０１に歌手などのボー
カル信号のみが、第２のトラック１０２に楽器等の演奏
音楽信号がそれぞれ記録されたものである。この磁気テ
ープを用いる場合、第１０図に示すような構戒の音声多
重式の「カラオケ装置」が用いられ、磁気テープ１に記
録された音声信号および演奏音楽信号を、磁気ヘッド２
０１と増幅器２０２よりなる第１の磁気テープ再生手段
２と、磁気ヘッド３０１と増幅器３０２よりなる第２の
テープ再生手段３とにより再生し、この２つの出力をマ
イク４０１と増幅器４０２よりなるマイク入力手段の出
力とともに混合増幅器６により混合・電力増幅してスビ
ーカ６よう音響信号として出力する。

前記の装置を用いて、記録媒体に記録されている音声信
号を聴き、自分で実際に音声信号に合せて唄う練習をす
れば歌唱力の上達が図れるとされているが、どんなに練
習を重ねても、自分の唱が手本となっている。音声信号
の唄い方にどれだけ近づいているのか、すなわち自分の
歌唱力がどの程度向上しているのかがユーザー自身には
分らないという欠点があり、又、間違った唄い方をして
いてもユーザー自身はそれに気づかない″！まであった
シして、個人での練習をする際には自ずと限界が生じ、
興味がなくなって練習意欲もなくしてし１うことも多い
という欠点があり、そのためにユーザーの歌唱力を客観
的に評価するために完全音声多重テープを用いた採点装
置なるものが開発されている。

以下、図面を参照しながら従来の採点装置について説明
を行う。

第１１図は従来の採点装置の構成を示す要部ブロック図
である。４はユーザーの唄う音声を電気信号に変換し増
幅を行うマイク入力手段で、４０１はマイク、４０２は
増幅器である。２は音声多重式の記録媒体に記録されて
いる音声信号の再生を行なう第１の磁気テープ再生手段
で、２０１は磁気ヘッド、２０２は増幅器である。７は
第２の波形変換手段で、ユーザーが唄った音声信号をパ
ルス信号に変換するものである。８は第１の波形変換手
段で、磁気テープ上の音声信号をパルス信号に変換する
ものである。そして、それぞれのパルス信号をマイクロ
コンピュータ１６に入力し、マイクロコンピュータ１５
では、それぞれのパルス信号を周波数（音程）に変換し
、比較計数し、得点を計算して得点表示手段１ｅに出力
表示していた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構戒では、完全音声多重音
源（磁気テープやディスクの音声信号の記録されている
トラックには、純粋に音声信号のみ記録されているもの
゜）を用いて唄う場合には正確に採点するけれども、音
声信号に他の音楽信号（伴奏等）が重畳されで記録され
ている音声多重音源や、音声信号がセンタ一定位で、音
楽が左右に重畳して記録されているステレオ音源等を用
いて唄った場合には、完全音声多重音源の場合と異なう
音声信号が伴奏信号（特にペース信号）により変調を受
け、周波数（音程）が正確に検出されなくなってし！い
！ともに唄っても最終得点は低くなるという問題点を有
していた。

１た、一般市場には、完全音声多重音源（完全音声多重
テープ等）の他に、最近普及がめざ捷しい、光ディスク
のステレオ音源や、伴奏の重畳された音声多重音源を用
いて正確な採点のできる採点装置の要望が高まってきた
。

本発明は上記問題点に鑑み、光ディスクを再生して伴奏
が重畳された音声多重音源やステレオ音源を用いて唄っ
ても、ユーザーの歌唱力を正確に評価する採点装置を提
供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本・発明の採点装置は、光デ
ィスクに記録されている信号の形式を検出する検出手段
と、第１の信号と第２の信号の加算信号出力手段および
減算信号出力手段と、前記検出手段の結果に基づいて、
前記加算信号出力手段の出力信号か、それとも＠記減算
信号出力手段かのどちらか一方を選択する信号切換手段
と、前記信号切換手段の出力信号を第１の音声信号とし
、さらに別の系統から入力される信号を第２の音声信号
として前記第１，第２の音声信号の合致度を採点する採
点手段という構戒を備えたものである。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、ステレオ音源の場合、
検出手段と信号切換手段により加算信号出力手段の出力
信号を選択し、その出力はセンタ一定位の音声信号が２
倍に増強され、一方、伴奏信号はκ倍となるため、音声
信号の周波数（音程）の抽出精度が向上し、音声多重音
源の場合には減算信号出力手段の出力信号が前記検出手
段と信号切換手段により選択され、その出力はそれぞれ
の入力信号のレベル、位相関係がほぼ等しいため、音声
信号のみとなり、周波数（音程）の抽出精度が向上する
。これらの信号を第１の音声信号とし、第２の音声信号
としてユーザーの唄う音声信号を用いれば、精度の高い
採点評価ができると共に多くの音源に対応できることに
なる。

実施例 以下、本発明の実施例の採点装置について図面を参照し
ながら説明する。

第１図は本発明の一実施例にかける採点装置の具体的な
構戒を示すブロック図である。第１図において、４はマ
イク入力手段、４０１はマイク、４０２は増幅器、１７
は光ディスクを再生するディスク再生手段、９ぱ加算信
号出力手段、１０は減算信号出力手段、１１ぱ信号切換
手段、了ぱ第２の波形変換手段、８は第１の波形変換手
段、１８は光ディスクに記録されているコード信号を検
出するための検出手段、１５ぱマイクロコンピュータ、
１６ぱ得点表示手段である。

第２図は前記第２の波形変換千段７の実際の回路例を示
したもので、通常第２の波形変換手段７と第１の波形変
換手段は同一回路が使われる場合が多いため、第２の波
形変換手段γの回路を代表的に第３図の動作説明図とと
もに説明する。

７０１ぱ入力端子、７０２，７０４，７０５，７０８，
７１０，７１１は抵抗器、７０３，７０６，７０９はコ
ンデンサ、７０７は演算増幅器（以下○Ｐアンプと略称
する）、７１２はトランジスタ、７１３は出力端子であ
る。

○Ｐアンプ７０７と抵抗器７０２　，７０４　，７０５
とコンデンサ７０３　，７０６とは低域通過形のアクテ
ィブフィルタを構戒してかり、入力端子７０１に入力さ
れる第３図（．）に示されるような音声電気信号の高城
成分を取シ去シ、同時にＯＰアンプ７０７の増幅作用に
より必要な信号増幅を行なうものであシ、さらに抵抗器
７０Ｂとコンデンサ７０９とで構或された時定数回路に
より前記アクティブフィルタで除去不十分である高域戒
分を補助的に除去する。こうして必要な量だけ高域或分
を除去された第３図０））に示されるような音声電気信
号は抵抗器７１０，７１１とトランジスタ７１２とで第
３図（Ｃ）に示されるようなパルス波形に変換されるこ
ととなる。このようにして第２の波形変換手段７により
マイク入力千段４の出力であるユーザーの唄う音声信号
はパルス波形へと変換され、同様に第１の波形変換千段
８により信号切換手８１１の出力である音声信号もノ〈
ルス波形に変換されることとなる。

第４図は前記加算信号出力千段９の実際の回路例を示し
たものである。以下、動作説明図と共に説明する。

９０１はディスク再生千段１７の信号出力端１７ａから
の信号入力端子、９０２はデースク再生手段１７の信号
出力端１７ｂからの信号入力端子、９０３，９０４，９
０５は抵抗器、９０６は演算増幅器（以下ＯＰアンプと
略称する）、９０７は出力端子である。ここで、信号出
力端１γａからはディスク再生信号の左チャンネルの信
号が、一方信号出力端１７ｂからは右チャンネルの信号
が出力されているものとする。

抵抗９０３，９０４，９０３の接続的は仮想接地されて
いるので、入力端子９０１　，９０２から入力された信
号はミキシング（加算）されて増幅され、出力端子９０
７よう出力される。ここで、入力端子９０１に第６図（
−）に示されるような信号を、入力端子９０２に第６図
（ｂ）に示されるような信号を入力すると、第６図（Ｃ
）のようになり位相関係の合っている１１，１２．１３
のタイミングの波形は加算されレベルは高くなり、それ
以外のタイミングの波決のレベルは余り高くならない。

即ち、ステレオ記録された音源のセンタ一定位の音声信
号は左チャンネル、右チャンネルで位相が合っているの
で第６図（Ｃ）に示すように信号レベルは約２倍になる
。そして、伴奏信号は位相が合っていないため約σ倍と
なシ、相対的に約ｓｄＢ音声信号のレベルが増強される
ことになる。． 第６図は前記減算信号出力手段１０の実際の回路例を示
したものである。以下、動作説明図と共に説明する。

１０ｏ１はディスク再生千段１７の信号出力端１了ａか
らの信号入力端子、１００２ぱディスク再生手段１７の
信号出力端１７ｂからの信号入力端子、１０１）３，１
００４，１００５．１００６は抵抗器、１００７は○Ｐ
アンプ、１００８は出力端子である。

入力端子１００１　．１００２から入力された信号はｏ
Ｐアンプ１００７の正転入力，反転入力にそれぞれ入力
されるため、出力端子１００８にはそれぞれの入力の差
戒分が出力されることになる。

ここで、入力端子１００１に第７図（．）に示されるよ
うな信号を、入力端子１００２に第７図（ｂ）に示され
るような信号を入力すると、第７図（Ｃ）に示すように
（−）と申）の信号の差戒分が出力されることになる。

即ち、片チャンネルには伴奏信号、もう一方のチャンネ
ルには音声信号に伴奏信号が重畳されて記録されている
音声多重音源を用いた場合、第７図（＆）が伴奏信号十
音声信号、第７図（ｂ）が伴奏信号となり、出力には第
７図（Ｃ）のように音声信号のみが出力されることにな
る。

次に、加算信号出力手段９と減算信号出力手段１０の出
力信号は、信号切換手段１１に供給される。ここでは、
加算信号を用いるのか、減算信号を用いるのかを切換選
択するが、これは、マイクロコンピュータ１５の出力端
１５ａからの出力信号によう、ステレオ音源の場合は加
算信号出力手段９の出力信号を、音声多重音源の場合は
減算信号出力手段１０の出力信号がそれぞれ選択される
。

そしてこれらの信号は第１の波形変換手段８に供給され
、更に第１と第２の波形変換手段８と７の出力パルス信
号がマイクロコンピュータ１６に供給され、採点される
ことになる。一方、ディスク再生千段１７の出力端１７
ｃからは、ディスクに記録されている各種コード信号が
出力され、それが検出手段１８へ供給される。検出手段
１８は、通常の論理回路で構成されてｈＢ、ここではデ
ィスクに記録されている信号の形式を検出するために必
要な４ビットの信号を取シ出す。これらは、プログラム
スティタスコードと呼ばれているコード信号の中の一部
である。この内容を以下の表１に示す。

表１に示すような、コード信号ｘ４１，ｘ３４，ｘ４３
，ｘ４４　　の４ビットの信号が、検出手段１８からマ
イクロコンピュータ１６に送られる。

以下、第８図のマイクロコンピュータの処理動作の要部
を示すフローチャートに基づいて動作を説明する。

筐ず、ステップ２１で音源に記録されている音声信号（
以下、音源音声信号と言う）のパルスが有か無かを判定
する。これは採点の基準となる音源音声信号の有のとき
のみ比較して、音程比較の精度を高めるための判断処理
である。ここで、音源音声信号のパルスが無い時には結
合子１を介してステップ０３３へと分岐し、ステップ２
１でＹＥＳと判断された時にはステップ２２へ進む。

ここでは、ユーザーの唄う音声信号がマイク入力手段４
によシ電究音声信号となり、増幅され、第２の波形変換
手段７によりパルス信号に変換されて入力され、ステッ
プ２３で入力パルスを音程（周波数）に変換する。

次に、ステソグ２４では検出手段１８のコード信号を入
力し、次のステップ２６では、ディスクに記録されてい
る音源がステレオ音源であるか、音多音源であるかを判
断する。実際には前記表１に示したように４ビット信号
がＢ”ｏ○００″の場合はステレオ音源，Ｂ″ＯＯｊ　
１　″の場合はバイリンガル即ち音多音源であると判断
する。ここで、ステレオ音源の場合にはステップ２６へ
と進んで、信号切換千段１１を加算信号出力手段側に切
換えると共に、音多音源の場合には信号切換手段１１を
減算信号出力手段側へ切換える。このようにして信号切
換手段１１の出力信号は第１の波形変換千段８でパルス
信号に変換されてマイクロコンピュータ１５にステップ
２日で入力され、ステップ２９で入力パルスを音程（周
波数）に変換する。

次にステップ３０で、ユーザーの音声信号の音程と、光
ディスク上の音源音声信号の音程が合っているか否かを
判断し、合っている場合にはステップ３１へと進み、音
程の合っている回数Ｎ。ｋをカウントアップする。ステ
ッグ３ｏでＮｏと判断された場合には、ステップ３１を
バスしてステップ３２へと進む。ステップ３２では、ユ
ーザーの音声信号の音程と光ディスク上の音源音声信号
の音程を比較した回数ＮＴｏカウンタをカウントアップ
する。即ち、このステップ３２の処理を通る毎にカウン
トアップさせることになる。

次に、ステップ３３では採点を開始する時点であるか否
かを判断する。採点を開始する判断のもととなるものと
しては、採点開始の指定をする押しボタンスイッチ情報
を用いてもよいし光ディスクに記録されている演奏音楽
信号の有無を検出して、演奏音楽信号がなくなった時点
で採点開始としてもよい。

採点開始の時点になっていなければ（テップ３３カラス
テップ２１へと進み、ユーザーの音声信号のパルスの取
り込みと、光ディスク上の音源音声信号のパルスの取シ
込み及び処理が行なわれる。

そして、採点開始の時点になればステップ３３カラステ
ップ３７へと進む。ステップ３７では、ユーザーの音声
信号の音程と、光ディスク上の音源音声信号の音程が合
致した回数Ｎ。ｋと、音程の総比較回数ＮＴをもとに第
１の得点Ｐを計算する。

その計算式の１例としては、第１の得点ＰをＰ　＝　（
　Ｎ　ｏｋ／　Ｎ７　）　Ｘ　１００　　　　　・・・
・・・　（１）というように定義し、計算をさせれば良
い。

上記の計算式（１）による得点は、Ｎｏｋ＝Ｎ丁となっ
た時に溝点である１００点となる。またＮ。ｋ＝ｏの場
合には得点Ｐぱ０点となる。０点と１００点の間では、
音独の合致回数Ｎ。ｋの値に比例して得点Ｐが決定され
る。

そして、ステップ３５では得られた得点Ｐを表示させる
ことになる。

以上のように本実施例によれば、ユーザーの用いる光デ
ィスクに記録されている音源が、通常の音声多重音源（
音声に伴奏信号が重畳されているもの）でも、また音声
入シのステレオ音源でも、自動検出して処理し、正確に
音源の音声信号を抽出できるため、いづれの音源を用い
ても精度の高い採点手段を提供することができる。

なか、本実施例では採点の対象としてユーザーの唄う音
声信号を採点の基準となるものとして光ディスク上の音
源音声信号を用いたが、これらは楽器演奏信号や単なる
正弦波信号や人の話し声などのような音声信号を用いて
も良い。

又、本実施例では音声信号をパルス信号に変換するため
に低域通過形アクティブフィルタとトランジスタを用い
た波形変換手段を取シ上げたが、これは音声信号波形を
アナログ〜ディジタル変換器で直接ディジタル値のパル
ス信号に変換する回路を用いてもよい。

又、本実施例では音程検出，比較計数等をマイクロコン
ピュータによシ実現したがこれらを従来の汎用ロジック
回路等で実現して用いてもよいのはもちろんのことであ
る。

又、本実施例ではユーザーの音声信号の処理と音源音声
信号の処理とでそれぞれ個別に波形変換手段を設けたが
、これらを１系統のみとし、時分割でユーザーの音声信
号の処理と音源音声信号の処理を行なわせてもよい。

又、本実施例では、波形変換手段の出力であるパルス信
号の周波数を求めて比較するようにしているが、パルス
信号の１周期、或は％周期を求めて比較しても良い。又
、第３図（Ｃ）においてｔ，からｔ　の周波数の次ぱｔ
５からｔ７の周波数とい３ うように１つづつ、飛び飛びに周波数を検出しても良い
し、波形変換手段の出力であるパルス信号の１周期に比
べて十分長い間の全パルスについて、又は１部分のパル
スについて周波数を調べ、その期間内の平均周波数を求
めて比較するようにしても良い。

又、本実施例ではユーザーの音声信号の周波数と光ディ
スク上の音源音声信号の周波数の合致を等号を用いて比
較しているけれども、音程（周波数）のずれの許容範囲
を考慮して、例えば±５多の範囲に入っていれば合致し
ていると判断しても良いし、段階的に評価（例えば、±
５優以内であれば完全に合っており、±７多以内であれ
ば％合っていると判断する）しても良いことは言うまで
もない。

発明の効果 以上のように本発明は、光ディスクに記録されている信
号の形式を検出する検出手段と、第１の信号と第２の信
号の加算信号出力手段釦よび減算信号出力手段と、前記
検出手段の結果に基づいて前記加算信号出力手段の出力
信号か、それとも前記減算信号出力手段の出力信号かの
どちらか一方を選択切換する信号切換手段と、前記信号
切換手段の出力信号を第１の音声信号とし、さらに別の
系統から入力される信号を第２の音声信号として、前記
第１，第２の音声信号の合致度を採点する採点手段を設
けることにより、２つの音声信号の合致度を得点として
得ることができると共ｋ、ユ〜ザーの用いる光ディスク
が通常の音声多重の音源であっても、１た、音声入ｂの
ステレオ音源であっても、自動検出して正確に音声信号
を検出して比較評価するため、ユーザーの歌唱力を精度
高く評価する採点手段を提供することができる。

このことは、ユーザーが最近普及が著しい、カラオケ用
光ディスクを用いて歌の練習をする時に、使用するディ
スクの音源の種類を意識することなく、精度の高い採点
評価をすることができ、得られる効果は非常に大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の具体的構或を示すブロック
図、第２図は本実施例の第２の波形変換手段の具体的構
或を示す回路図、第３図は第２の波形変換手段の動作を
説明するための波形図、第４図は加算信号出力手段の具
体的構或を示す回路図、第５図は加算信号出力手段の動
作を説明するための波形図、第６図は減算信号出力手段
の具体的構或を示す回路図、第７図は減算信号出力手段
の動作を説明するための波形図、第８図は本実施例ノマ
イクロコンピュータの処理動作の要部を示すフローチャ
ート、第９図は音声多重式記録媒体の１つである磁気テ
ープ上の音声多重トラックの平面図、第１０図は音声多
重式記録媒体の１つである磁気テープを用いた俗に言う
音声多重式の「カラオケ装置」のブロック図、第１１図
は従来装置の構戒の要部を示すブロック図である。 ７・・・・・・第２の波形変換手段、８・・・・・・第
１の波形変換手段、９・・・・・・加算信号出力手段、
１ｏ・・・・・・減算信号出力手段、１１・・・・・・
信号切換手段、１８・・・・・・検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ディスクに記録されている信号の形式を検出する検出
   手段と、第１の信号と第２の信号の加算信号を作る加算
   信号出力手段と、前記第１，第２の信号の減算信号を作
   る減算信号出力手段と、前記検出手段の結果に基づいて
   、前記加算信号出力手段の出力信号か、それとも前記減
   算信号出力手段の出力信号かのどちらか一方を選択する
   信号切換手段と、前記信号切換手段の出力信号を第１の
   音声信号とし、さらに別の系統から入力される信号を第
   ２の音声信号として前記第１，第２の音声信号の合致度
   を採点する採点手段を備え、かつ、光ディスクの信号形
   式の検出結果がステレオの場合には前記加算信号出力手
   段の出力信号を、前記第１の信号が伴奏信号で前記第２
   の信号が伴奏信号と音楽信号が重畳しているいわゆる音
   声多重音源の場合には前記減算信号出力手段の出力信号
   をそれぞれ前記切換手段で選択して用いるように構成し
   たことを特徴とする採点装置。