JPH0344309B2

JPH0344309B2 -

Info

Publication number: JPH0344309B2
Application number: JP58191152A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Morita; Tsuneo Takezaki; Tosha Sugawara; Satoshi Endo; Eiji Minami
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-10-13
Filing date: 1983-10-13
Publication date: 1991-07-05
Also published as: JPS6083097A

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
号記録再生装置を用いて、ユーザーの歌う音声信
号を、基準となる磁気テープ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。

従来例の構成とその問題点音響機器の一分野として、磁気テープ等の記録
媒体に記録された楽器などの演奏音楽信号を再生
拡大し、これに合せてユーザーが歌を唄うと上記
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あり、広く一
般家庭用あるいは業務用として普及している。

上記「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
人々が増加しており、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、「音声多重テープ」とよばれる磁気テープ
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１図に示すよう
に、磁気テープ１における第１のトラツク１０１
に歌手などのボーカル信号が、第２のトラツク１
０２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
２図に示すような構成の音声多重式の「カラオケ
装置」が用いられ、磁気テープ１に記録されたボ
ーカル信号および演奏楽器信号を、磁気ヘツド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、磁気ヘツド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
５により混合・電力増幅してスピーカ６より音響
信号として出力する。

上記の装置を用いて、記録媒体に記録されてい
るボーカル信号を聴き、自分で実際にボーカル信
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
分の唄が手本となつているボーカル信号の唄い方
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、間違つた唄
い方をしていてもユーザー自身はそれに気づかな
いままであつたりして、個人での練習をする際に
は自ずと限界が生じ、興味がなくなつて練習意欲
もなくしてしまうことも多いという欠点を有して
いた。

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、
音声多重式の記録媒体等に記録されているボーカ
ル信号とユーザーの唄う音声信号とを比較し、そ
の合致度を得点として算出・表示して、ユーザー
の歌唱力に対する一つの客観的評価手段となし、
特に、ボーカル信号より遅れたり、ユーザーが一
部唄わなかつたり、息つぎをしなかつたりした
時、減点率をかけ、より正確に合致度を得点とし
て算出する採点機を提供することを目的とする。

発明の構成本発明の採点装置は、入力される第１の音声信
号の音階の高低の変化を検出する第１の音階変化
検出手段と、入力される第２の音声信号の音階の
高低の変化を検出する第２の音階変化検出手段
と、第１の音声信号の音階の高低の変化の回数を
計数記憶する第１の計数記憶手段と、第２の音声
信号の音階の高低の変化の回数を計数記憶する第
２の計数記憶手段と、第１の音声信号の無信号部
を検出する第１の休止検出手段と、第２の音声信
号の無信号部を検出する第２の休止検出手段と、
第２の休止検出手段により休止が検出された回数
を計数記憶する第３の計数記憶手段と、第２の休
止検出手段により第２の音声信号の休止解除が検
知された時に、第１の休止検出手段の出力情報を
みることによつて第１の音声信号の休止もほぼ同
時に解除されたかどうかを検出する休止同時解除
検出手段と、第１の音声信号の休止解除が第２の
音声信号の休止解除とほぼ同時であつたと休止同
時解除検出手段が検出した回数を計数記憶する第
４の計数記憶手段と、第１の計数記憶手段に記憶
されている情報と第２の計数記憶手段に記憶され
ている情報とを比較演算し、さらに第３の計数記
憶手段に記憶されている情報と第４の計数記憶手
段に記憶されている情報との割合に応じて得点を
算出する。さらに第１の音声信号の休止解除が第
２の音声信号の休止解除より遅れる時間を検出す
る休止解除検出手段により、遅れ時間が一定時間
以上の時減点率α₁を記憶する減点率α₁の記憶手段
と、第２の音声信号が休止状態でない時、第１の
音声の休止時間を検出する第１の休止時間検出手
段により第１の音声の休止時間が一定時間以上の
時、減点率α₂を記憶する減点率α₂の記憶手段と、
減点率α₂が記憶された直後、第２の音声信号の休
止時間を検出する第２の音声休止時間検出手段に
より、第２の音声の休止時間が一定時間以上の
時、先に記憶した減点率α₂を解除する減点率α₂の
解除手段と、第２の音声信号の休止時に第１の音
声信号が休止をしているかどうかを検出する休止
同時有無の検出手段と休止同時有無の検出手段に
より、休止が同時でない回数を記憶する第５の計
数記憶手段と、第３の計数記憶手段に記憶されて
いる情報と第５の計数記憶手段に記憶されている
情報との割合に応じて減点率α₃を設定し、前記の
減点率α₁，α₂、およびα₃の内、最小の減点率を採
用して前記の得点に乗算して最終得点結果として
算出される。従つて第１の音声信号が第２の音声
信号とどの程度合致しているかが得点として算出
されるため、ユーザーは自分の歌唱力が記録媒体
のボーカル信号と比較してどの程度のレベルであ
るかが認識できるものである。

実施例の説明第３図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。４はユーザーの唄う音声を電気信号に変換
し増幅を行な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ノーカル信号の再生を行
なう第１の磁気テープ再生手段で、２０１は磁気
ヘツド、２０２は増幅器である。７は第１の波形
変換手段で、ユーザーが唄う音声のパルス信号へ
の変換を行なうものである。８は第２の波形変換
手段で、記録媒体のボーカル信号のパルス信号へ
の変換を行なうものである。９は第１の音階変化
検出手段で、ユーザーが唄う音声の音階の変化を
検出するものである。１０は第２の音階変化検出
手段で、ボーカル信号の音階の変化を検出するも
のである。１１は第１の計数記憶手段で、ユーザ
ーが唄う音声の音階の高低の変化別にその回数の
計数記憶を行なうものである。１２は第２の計数
記憶手段で、ボーカル信号の音階の高低の変化別
にその回数の計数記憶を行なうものである。

１３は第１の休止検出手段で、ユーザーの唄う
音声の息つぎ等による休止の検出を行なうもので
ある。１４は第２の休止検出手段で、磁気テープ
のボーカル信号の息つぎ等による休止の検出を行
なうものである。４１は第３の計数記憶手段であ
り、第２の休止検出手段の出力による磁気テープ
のボーカル信号の休止の回数を計数記憶を行なう
ものである。１５は休止同時解除検出手段で、ボ
ーカル信号の休止が解除された時点、すなわちボ
ーカル信号が無信号状態から有信号状態へと変化
した時点でユーザーが唄う音声信号も同様にほぼ
同時点で休止解除となるか否かの検出を行なうも
のである。１６は第４の計数記憶手段で、休止同
時解除検出手段により休止同時解除が検出された
回数を計数記憶するものである。

４２は休止解除の遅れ検出手段でありボーカル
信号の休止が解除された時点からユーザーの唄い
出しがどの程度遅れたかという遅れ時間を検出す
るものであり、４３は減点率α₁の記憶手段であり
その遅れ時間が一定時間以上のとき、減点率α₁を
設定し、記憶するものである。

４４は第１の休止時間検出手段であり、ボーカ
ル信号があるとき、ユーザーが唄わない時間を検
出するものであり、４５は減点率α₂の記憶手段で
あり、ユーザーが唄わない時間が一定時間以上の
時、減点率α₂を設定し記憶するものである。

４６は第２の休止検出手段であり、前記減点率
α₂が設定された直後から、ボーカル信号の休止時
間を検出するものであり、４７は減点率α₂の解除
手段であり、前記ボーカル信号の休止時間が一定
時間以上のとき減点率α₂を解除するものである。
これはボーカル信号は一般的にウロの歌手が唄つ
たものを録音しており、曲の終りにおいて息の長
いプロ歌手は非常に長く唄いつづけており、ユー
ザーは息が続かない場合が多い。従つて、曲の終
りにおいては減点率α₂は解除され、曲の途中にお
いてユーザーが唄わなかつた場合にのみ適用され
るものである。

４８は休止同時有無の検出手段であり、ボーカ
ル信号が息つぎをしている時に、ユーザーが息つ
ぎをしているかどうかを検出するものであり、４
９は第５の計数記憶手段でありユーザーがその時
息つぎをしていない回数を記憶するものである。
この検出はむちやくちやに唄つた場合、ボーカル
信号の息つぎ回数とその時ユーザーが息つぎをし
ていない回数の割合に応じて減点率α₃を設定し減
点させるものである。

１７は得点計算手段で、ユーザーが唄う音声の
音階の高低の変化の回数とボーカル信号の音階の
高低の変化の回数とを比較演算し、さらにボーカ
ル信号の休止の検出された回数とボーカル信号の
休止解除とほぼ同時にユーザーが唄う音声信号の
休止解除が検出された回数との割合に応じてユー
ザーが唄う音声信号が磁気テープのボーカル信号
とどの程度合致しているかを得点として算出し、
その得点結果に上記減点率α₁，α₂，α₃の内最小の
ものを上記得点に乗算して最終得点を算出するも
のである。

第４図は本実施例の具体的な構成を示すブロツ
ク図で、上記ユーザーの唄う音声の音階変化検出
と変化回数の計数記憶、ボーカル信号の音階変化
検出と変化回数の計数記憶、ボーカル信号の休止
検出とその検出回数の計数記憶、ユーザーの唄う
信号の休止検出、ボーカル信号の休止解除とほぼ
同時のユーザーの唄う信号の休止解除の検出とそ
の検出回数の計数記憶、得点の計算の機能をマイ
クロコンピユータ１５で実現したものである。

第５図は前記第１の波形変換手段７の実際の回
路例を示したもので、通常、第１の波形変換手段
７と第２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１の波形変換手段７の回路を代
表的に第６図の動作説明図とともに説明する。

７０１は入力端子、７０２，７０４，７０５，
７０８，７１０，７１１は抵抗器、７０３，７０
６，７０９はコンデンサ、７０７は演算増幅器
（以下OP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。

OPアンプ７０７と抵抗器７０２，７０４，７
０５とコンデンサ７０３，７０６とは低域通過形
のアクテイブフイルタを構成しており、入力端子
７０１に入力される第６図ａに示されるような音
声電気信号の高域成分を取り去り、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
なうものであり、さらに抵抗器７０８とコンデン
サ７０９とで構成された時定数回路により前記ア
クテイブフイルタで除去不十分である高域成分を
補助的に除去する。こうして必要な量だけ高域成
分を除去された第６図ｂ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７
１２とで第６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１の波
形変換手段７によりマイク入力手段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２の波形変換手段８により第１の
磁気テープ再生手段の出力であるボーカル信号も
パルス波形に変換されることとなる。

以下、第７図のマイクロコンピユータの処理動
作の要部を示すフローチヤートにもとづいて本実
施例の動作を説明する。

まず、装置の電源は投入されており、マイクロ
コンピユータ１５内部にある記憶素子等も初期化
されているものとする。ユーザーの唄う音声信号
はマイク入力手段４により電気音声信号となり、
増幅され、第１の波形変換手段７によりパルス信
号に変換され、マイクロコンピユータ１８に入力
され、ステツプ20で入力パルスの時間幅をデイジ
タル量に変換する。すなわち第６図ｃに示される
パルス信号の“Ｈ”である期間をマイクロコンピ
ユータ自身のもつているクロツク信号により計数
すれば入力パルスの時間幅のデイジタル量への変
換が達成できる。このようにして第６図ｃにおけ
るt₁からt₂の時間幅、t₃からt₄の時間幅、t₅からt₆
の時間幅……という順で変換が行なわれる。尚、
この時間幅は、増加すれば音階が低くなつたこと
を示し、減少すれば音階が高くなつたことを示し
ている。

次にステツプ21でパルス信号の時間幅が直前の
時間幅と比較して増加した否かを判定する。すな
わち、第６図ｃのパルス信号波形で、現在t₃から
t₄の時間幅を検出した時点だとすれば、その一つ
前の時間幅のデータであるt₁からt₂の時間幅と比
べてt₃からt₄の時間幅は増加したか否かを判定
し、時間幅が増加していればステツプ23によりユ
ーザーの音声信号の音階が低くなつた回数を示す
N₁₁を１だけ増加させ、時間幅が増加していなけ
ればステツプ22へと進む。ステツプ22ではパルス
信号の時間幅が直前の時間幅と比較して減少した
か否かを判定し、時間幅が減少していればステツ
プ25によりユーザーの音声信号の音階が高くなつ
た回数を示すN₁₃を１だけ増加させ、時間幅が減
少していなければステツプ24へと進み、ユーザー
の音声信号の音階が変らない回数を示すN₁₂を１
だけ増加させる。

上記のようにステツプ20、21、22は第１の音階
変化検出手段９の機能を実現し、ステツプ23、
24、25は第１の計数記憶手段１１の機能を実現し
ている。

一方、音声多重式の記録媒体である磁気テープ
１に記録されているボーカル信号は第１の磁気テ
ープ再生手段２により再生され、第２の波形変換
手段８でパルス信号に変換されてマイクロコンピ
ユータ１８に入力され、ステツプ26により、まず
ボーカル信号より得られたパルス信号をみること
によりボーカル信号が休止状態か否かを判定す
る。

ボーカル信号が休止状態ならばステツプ27に進
んでボーカル信号が休止開始、すなわち直前まで
ボーカル信号が有り、そして今初めてボーカル信
号が無信号となつたか否かを判定し、ボーカル信
号が休止開始の場合にはステツプ28に進んでボー
カル信号の休止の回数を示すN₃を１だけ増加さ
せる。すなわち、ステツプ26、27は第２の休止検
出手段１４の機能を、ステツプ28は第３の計数記
憶手段４１の機能を実現している。

逆に、ステツプ26においてボーカル信号は休止
の状態ではないと判定されればステツプ29により
ノーカル信号が休止の解除、すなわち直前までボ
ーカル信号は直前まで無信号状態であつて、今初
めて有信号状態となつたか否かを判定する。

ボーカル信号が休止の解除であればステツプ30
により、マイクから入力されるユーザーの唄う音
声信号がその時点とほぼ同時に休止の解除となつ
た場合にのみステツプ31へと進ませる。ステツプ
31では、ボーカル信号が休止の解除とほぼ同時に
ユーザーの唄う音声信号が休止の解除となつた回
数を示すN₄を１だけ増加させる。すなわちステ
ツプ30は第１の休止検出手段１３の機能を、ステ
ツプ26、29、30は休止同時解除検出手段１５の機
能を、ステツプ31は第４の計数記憶手段１６の機
能を実現している。

次に、ステツプ32により入力パルスの時間幅を
デイジタル量に変換後、ステツプ33により時間幅
が直前の時間幅と比較して増加したか否かを判定
し、時間幅が増加していればステツプ35によりボ
ーカル信号の音階が低くなつた回数を示すN₂₁を
１だけ増加させ、時間幅が増加していなければス
テツプ34へと進む。ステツプ34ではパルス信号の
時間幅が直前の時間幅と比較して減少したか否か
を判定し、時間幅が減少していればステツプ37に
よりボーカル信号の音階が高くなつた回数を示す
N₂₃を１だけ増加させ、時間幅が減少していなけ
ればステツプ36へと進み、ボーカル信号の音階が
変らない回数を示すN₂₂を１だけ増加させる。

上記のようにステツプ32、33、34は第２の音階
変化検出手段１０の機能を実現し、ステツプ35、
36、37は第２の計数記憶手段１２の機能を実現し
ている。

図中Ａ〜Ｃ、Ｄ〜Ｅは第８図、第９図および第
１０図にそれぞれ詳細なフローチヤートを示す。
また第１１図、第１２図は前記フローチヤートの
説明を補助するタイムチヤートである。ここで波
形ｄ、ｆ、ｈはボーカル信号、波形ｅ、ｇ、ｉは
ユーザーのマイク信号である。

先づ第８図の前半部と第１２図を用いて、ボー
カル信号があるとき、ユーザーが唄わない時の減
点率の設定の方法を説明する。第１２図ではt₁₃
〜t₁₄の範囲についてである。

ステツプ50でボーカル信号が休止状態か否かを
判定する。ボーカル信号は休止の状態ではないと
判定されればステツプ51に進みボーカル信号は休
止の解除か否かを判定する。否であれば、すなわ
ちボーカル信号が連続して有信号状態にあつた
時、ステツプ52に進み、マイクから入力されるユ
ーザーの音声信号の休止時間幅をみて、一定値
T₂以内か否かを判定し、T₂以上あれば減点率α₂
を設定し、ステツプ56に進む。α₂が今まで設定し
ていた減点率の最小値α_nioと比較してさらに小さ
ければステツプ57にてα₂をα_nioにおきかえる。ま
た曲の終り等、ボーカル信号が非常に長く続いた
とき、ユーザーは息がつづかず減点率が設定され
てしまう。この欠点を解消する方法を次に説明し
よう。第１２図のt₁₆〜t₁₇についてである。ステ
ツプ51でボーカル信号は休止の解除、すなわち直
前まで無信号で、今初めて有信号となつたと判定
されればステツプ54に進み、ボーカル信号の無信
号だつた時間幅を求めて一定値T₃と比較しT₃以
上ならステツプ80に進み減点率α₂を解除する。
T₃以内ならステツプ55に進み減点率α₂があれば
ステツプ56に進み前記どおりの流れとなる。すな
わちステツプ52は第１の休止時間検出手段の機能
を、ステツプ53は減点率α₂の記憶手段の機能を、
ステツプ54は第２の休止時間検出手段を、ステツ
プ80は減点率α₂の解除手段を実現している。

次に第８図の後半部と第１１図を用いてボーカ
ル信号の立上がりからのユーザー信号の遅れに対
する減点率の設定の方法を説明しよう。第１１図
はt₁₁〜t₁₂についてである。ステツプ58で再度ボ
ーカル信号の有無を判定し、ボーカル信号があれ
ばステツプ59に進み、ボーカル信号は休止の解除
か否かを判定する。休止の解除と判定されればス
テツプ60に進みT₁をＯに設定する。すなわちボ
ーカル信号が直前まで無信号であり、今、有信号
に変化した場合であり、ここから、ユーザーの唄
い出しの遅れ時間を計測していく。ステツプ59で
ボーカル信号は休止の解除でないと判定されれば
ステツプ61に進み、マイク信号は休止か否かを判
定する。マイク信号が休止であればT₁を１だけ
増加させ、次のサンプリング時点での判定まで記
憶しておく。マイク信号が休止でないと判定され
ればステツプ63に進み、マイク信号の休止の解除
か否かを判定し、休止の解除であればステツプ64
に進みT₁と一定値N₅と比較しT₁が大きければ、
ステツプ65に進み減点率α₁を設定する。すなわち
ユーザーの唄い出しがボーカル信号より一定値以
上遅れた場合、減点率α₁を設定する。つづいてス
テツプ66で減点率α₁と比較して更に小さければス
テツプ67でα₁をα_nioにおきかえる。

ステツプ59〜64は休止解除の遅れ検出手段の機
能を、ステツプ65は減点率α₁の記憶手段を実現し
ている。

第９図と第１３図を用いて、ボーカル信号の息
つぎが有つたところで、ユーザーが息つぎをして
ない回数が一定割合以上であつたとき減点率α₃を
設定する方法を説明しよう。第１３図のt₁₈〜t₁₉
についてである。ステツプ68でボーカル信号が休
止状態か否かを判定する。ボーカル信号は休止の
状態と判定されればステツプ69に進み、ボーカル
信号は休止の開始か否かを判定し、休止の開始で
あればステツプ70に進み、マイク信号は休止の状
態か否かを判定し、休止の状態でなければステツ
プ71でフラツグ１をたてる。次のサンプリング周
期において、ステツプ68でボーカル信号が休止の
状態でないと判定されればステツプ81に進み、ボ
ーカル信号は休止の解除か否かを判定する。休止
の解除であればステツプ72に進みフラツグ１が有
るか否かを判定する。フラグ１があれば、ステツ
プ73に進み、マイク信号が休止か否かを判定す
る。マイク信号が休止でないと判定されればボー
カル信号の息つぎが有つたところでマイク信号の
息つぎがないと判定した回数N₆を１だけ増加さ
せる（第１３図t₁₉）。つまり第１３図においてt₁₈
の時点でフラグ１をたてt₁₉の時点でN₆を１だけ
増加させる動作となる。ステツプ68〜73、81は休
止同時有無の検出手段の機能を、ステツプ74は第
５の計数記憶手段を実現する。

次にステツプ38により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
ボタンスイツチ情報を用いてもよいし、磁気テー
プ１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つた時点で採点開始
としてもよい。またその曲の終了を示す終了信号
をあらかじめ記録しておき、その終了信号を検出
した時点や、磁気テープの終端検出の時点を利用
することも可能である。

採点開始の時点になつていなければステツプ38
より、ステツプ20へ、又はステツプ26へと進み、
パルス信号の時間幅の変化データであるN₁₁、
N₁₂、N₁₃、N₂₁、N₂₂、N₂₃およびボーカル信号
の休止の回数N₃、ボーカル信号の休止解除時点
とほぼ同時にユーザーの唄う音声信号も休止解除
となつた回数N₄のデータおよび減点率α₁，α₂お
よび息つぎの合わない回数N₆のデータの収集が
行なわれる。

そして、採点開始の時点になればステツプ38か
らステツプ39へと進み、得点の計算が行なわれ
る。ステツプ39は得点計算手段１７の機能を持
ち、その得点の算出は、ユーザーの音声信号およ
び磁気テープ１のボーカル信号より作られたパル
ス信号の時間幅の変化データN₁₁、N₁₂、N₁₃、
N₂₁、N₂₂、N₂₃、およびボーカル信号の休止の回
数N₃、ボーカル信号の休止解除時点とほぼ同時
にユーザーの唄う音声信号も休止解除となつた回
数N₄をもとに行なわれ、最大100点満点となるよ
うに計算する。その得点の計算式の１例としてま
ず基本式を説明する。α、β、γを定数として、
得点Ｐを、Ｐ＝100×｛（N₂₁＋N₂₂＋N₂₃）−（α｜N_1
1−N₂₁｜＋β｜N₁₂−N₂₂｜＋γ｜N₁₃−N₂₃｜）｝
／（N₂₁＋N₂₂＋N₂₃）……式というように定義する。

上記の計算式式による得点は、N₁₁＝N₂₁、
N₁₂＝N₂₂、N₁₃＝N₂₃となつた時に満点である
100点となり、これはユーザーの唄う音声信号の
音階の変化の回数と磁気テープのボーカル信号の
音階の変化の回数とが高い方への変化、低い方へ
の変化、不変の３つの項目についてすべて同じ回
数となつた場合であり、すなわちユーザーの唄う
音声信号の音階の変化が磁気テープ１のボーカル
信号の音階の変化と同一であつた場合に満点とな
るということである。

一方、上記式の計算式で、N₁₁＝Ｏ、N₁₂＝
Ｏ、N₁₃＝Ｏの場合に得点がＯ点となるように定
数α、β、γは決定しておく。これはユーザーが
全く唄わなかつた時に得点がＯ点となるようにす
るためである。

次に本実施例における得点の計算式の一例につ
いて説明を行なう。前記の計算式式と同様に
α、β、γを定数とし、K₁、K₂も定数α_nioを減
点率として、得点Ｐを、Ｐ＝〔K₁×｛（N₂₁＋N₂₂＋N₂₃）−（α｜N
₁₁−N₂₁｜＋β｜N₁₂−N₂₂｜＋γ｜N₁₃−N₂₃｜）｝／（N₂₁＋N₂₂＋N_2
3）＋K₂×N₄／N₃〕α_nio……式というように定義する。

上記式の第１項は前記式の100という数字
がK₁という定数に置き代つたものであるので、
説明は省略する。式の第２項であるK₂×N₄／
N₃の意味を説明すれば、N₃はボーカル信号が休
止となつた回数であり、N₄はボーカル信号が休
止の解除となつた時にユーザーの唄つた音声信号
がほぼ同じ時点で休止解除となつた回数を示して
いる。

もつと具体的にいえば、N₃は採点の手本とな
るボーカル信号の歌手が息つぎをしたりして唄つ
ていない個所の回数であり、N₄はボーカル信号
の歌手が息つぎなどで唄つていない状態から、唄
い始めた時にユーザーもほぼ同時に唄つていない
状態から唄い始めた回数を示しており、又、N₄
≦N₃の関係があるのでN₄／N₃は１以下の正の数
であり、N₄／N₃は歌の唄い出しがボーカル信号
とユーザーの歌つた音声信号とでほぼ同時となつ
た割合を示すもので、歌唱力のうちのリズム感や
テンポの合い方を示す要素と考えてよい。この
N₄／N₃に定数K₂をかけて上記式の第１項と加
えた状態で100点が満点となるように定数α、β、
γ、K₁、K₂を設定すれば、前記式の計算式と
比べ、ズム感、テンポの合い方を考慮に入れてあ
るのでより正確な得点の算出が行なれることとな
る。

得点計算を第１０図のフローチヤートに沿つて
説明しよう。

ステツプ75ではボーカル信号が息つぎしたとき
マイク信号が息つぎをしなかつた回数N₆とボー
カル信号の息つぎ回数N₃との比が一定値Ａより
大きいときステツプ76に進み、減点率α₃を設定
し、ステツプ７７で今までの減点率α_nioと比較し
て、α₃がより小さければα₃をα_nioにおきかえ、ス
テツプ79に進み、計算式式に基いて得点計算す
る。

ここで N₂₁＋N₂₂＋N₂₃＝N_O，α｜N₁₁−N₂₁｜＋β｜N₁₂−N₂₂
｜＋γ｜N₁₃−N₂₃｜＝Ｘとする。

つまりユーザーの唄う信号の、ボーカル信号か
らの遅れ、ボーカル信号があるときユーザーが唄
わなかつた場合、ボーカル信号が息つぎをしてい
る時、全く息つぎをしなかつた場合に、それぞれ
減点率を割りつけ、その内最も厳しい減点率を採
用して得点計算を行なうため、ユーザーは、ボー
カル信号に対してより正確に唄わないと高得点が
得られない。従つて正確な得点の算出が行なえ
る。

このようにステツプ39ではユーザーの音声信号
の音階の変化の情報と磁気テープ１のボーカル信
号の音階の変化の情報と、ユーザーの音声信号の
リズム感、テンポの合い方を示す情報とにより、
ユーザーの音声信号と磁気テープ１のボーカル信
号とがどの程度合致するかを得点として算出する
ことが分る。得点の計算の後にステツプ40によ
り、得点を得点表示手段１９に表示する。

以上のように本実施例によれば、ユーザーの唄
う音声信号の音階の変化と磁気テープ等のボーカ
ル信号の音階の変化を比較し、又、ボーカル信号
を基準としてリズム感、テンポの合い方を調べそ
の合致度を得点として算出し、表示することがで
きるので、ユーザーの歌唱力に対する一つの客観
的評価手段を提供することができる。

なお、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
音声多重式の記録媒体である磁気テープのボーカ
ル信号を取り上げたが、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どのような音
声信号を用いてもよい。又、曲の終りの減点率の
適用をなくしたがより厳しくする場合は曲の終り
の減点率の適用をしてもよい。

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イブフイルタとトラ
ンジスタを用いた波形変換手段を取り上げたが、
これは音声信号波形をアナログ−デイジタル変換
器が直接デイ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、本実施例では音階変化検出手段、計数記憶
手段等をマイクロコンピユータにより実現したが
これらを従来の汎用ロジツ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、ボーカル信号の処理とでそれぞれ個別に波形
変換手段、音階変化検出手段を設けたが、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、ボーカル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“Ｈ”の場合の時間幅を第６図ｃに
おいて、t₁からt₂の時間幅の次はt₃からt₄の時間
幅というようにすべて検知して音声信号の音階の
高い方向への変化、低い方向への変化、不変の３
種の変化を検出するようにしているが、例えば、
第６図ｃにおいてt₁からt₂の時間幅の次はt₅から
t₆の時間幅というように１つずつ、とびとびに時
間幅の変化を検出してもよいし、波形変換手段の
出力であるパルス信号の“Ｈ”となる１つの時間
幅に比べて十分長い一定時間の間の波形変換手段
の出力であるパルス信号の“Ｈ”となる時間幅を
全パルスについて、又は一部分のパルスについて
調べ、１つのパルス当りの平均時間幅や最大時間
幅等を求めて、この平均時間幅等の変化により音
声信号の音階の変化を検出するようにしてもよい
し、又、高い方向への変化、低い方向への変化、
不変の３種の変化のうち、１種のみあるいは２種
のみの変化検出を行なわせてもよい。

発明の効果以上のように本発明は、２つの音声信号をパル
ス信号に変換する２つの波形変換手段と、その出
力をもとに２つの音声信号の音階がどのように変
化したかを検出する２つの音階変化検出手段と、
その出力を計数記憶する２つの計数記憶手段と、
２つの計数記憶手段により記憶されている、高い
音階に移行したと検出した回数、低い音階に移行
したと検出した回数、不変と検出した回数の３種
の２系統の情報を比較演算し、さらにリズム感、
テンポの合い方を調べ、かつ、ボーカル信号より
遅れたり、ユーザーが一部唄わなかつたり、息つ
ぎをしなかつたりした時減点率をかけることによ
り、より正確に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。

このことは音声多重式の記録媒体を用いて歌の
練習をする人々に、音声多重式の記録媒体に記録
されているボーカル信号を歌の先生として、その
歌の先生の歌唱力に対し、自分は何点の歌唱力が
あるかという客観的判断手段を提供できることと
なる。すなわち歌の練習をする人々にとつて練習
の目標というものが明確となり、例えば、「この
曲を唄つて80点以上出るまで練習するんだ」とい
うように練習意欲も向上し、唄つてみて良い点が
出なければ、なぜ良い点が出ないのかを考え、自
分の唄い方の悪い点を探すことにより、さらに実
力を伸ばしてゆくことができ、その結果は大なる
ものがある。

【図面の簡単な説明】

第１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ツクの説明図、第２図は
音声多重式記録媒体の１つである磁気テープを用
いた俗にいう音声多重式の「カラオケ装置」のブ
ロツク図、第３図は本発明の一実施例の要部ブロ
ツク図、第４図は本実施例の具体的構成を示すブ
ロツク図、第５図は本実施例の第１の波形変換手
段の具体的構成を示す回路図、第６図は第１の波
形変換手段の動作を説明するための動作説明図、
第７図、第８図、第９図、第１０図は本実施例の
マイクロコンピユータの処理動作の要部を示すフ
ローチヤート、第１１図〜第１３図は要部のタイ
ミング図である。７……第１の波形変換手段、８……第２の波形
変換手段、９……第１の音階変化検出手段、１０
……第２の音階変化検出手段、１１……第１の計
数記憶手段、１２……第２の計数記憶手段、１３
……第１の休止検出手段、１４……第２の休止検
出手段、１５……休止同時解除検出手段、４１…
…第３の計数記憶手段、１６……第４の計数記憶
手段、１７……得点計算手段、４２……休止解除
の遅れ検出手段、４３……減点率α₁の記憶手段、
４４……第１の休止時間検出手段、４５……減点
率α₂の記憶手段、４６……第２の休止時間検出手
段、４７……減点率α₂の解除手段、４８……休止
同時有無の検出手段、４９……第５の計数記憶手
段。

Claims

【特許請求の範囲】１入力される第１の音声信号をパルス信号に変
換する第１の波形変換手段と、前記第１の波形変
換手段の出力パルス信号をもとに、前記第１の音
声信号の音階が、高い音階に移行したか、低い音
階に移行したか、あるいは変らないかを検出する
第１の音階変化検出手段と、入力される第２の音
声信号をパルス信号に変換する第２の波形変換手
段と、前記第２の波形変換手段の出力パルス信号
をもとに、前記第２の音声信号の音階が、高い音
階に移行したか、低い音階に移行したか、あるい
は変らないかを検出する第２の音階変化検出手段
と、前記第１の音階変化検出手段の出力をもとに
して高い音階に移行したことを検出した回数、低
い音階に移行したことを検出した回数、変らない
と検出した回数をそれぞれ計数記憶しておく第１
の計数記憶手段と、前記第２の音階変化検出手段
の出力をもとにして高い音階に移行したことを検
出した回数、低い音階に移行したことを検出した
回数、変らないと検出した回数をそれぞれ計数記
憶しておく第２の計数記憶手段と、前記第１の音
声信号の無信号部を検出する第１の休止検出手段
と、前記第２の音声信号の無信号部を検出する第
２の休止検出手段と、前記第２の休止検出手段に
より休止が検出された回数を計数記憶する第３の
計数記憶手段と、前記第２の休止検出手段の出力
をもとにして前記第２の音声信号の休止が解除さ
れたと検知された時点で、前記第１の休止検出手
段の出力情報をみることにより前記第１の音声信
号の休止もほぼ同時に解除されたかどうかを検出
する休止同時解除検出手段と、前記休止同時解除
検出手段の出力により前記第１の音声信号の休止
解除が前記第２の音声信号の休止解除とほぼ同時
であつた回数を計数記憶する第４の計数記憶手段
と、第１の休止検出手段の出力と第２の休止検出
手段の出力を比較し、第２の音声信号の休止解除
に対する第１の音声信号の休止解除の遅れ時間を
検出する休止解除の遅れ検出手段と、該遅れ時間
に対応して減点率α₁を設定し記憶する減点率α₁の
記憶手段と、第１の休止検出手段の出力と第２の
波形変換手段の出力を比較し、第２の音声信号が
ある時第１の音声信号の休止時間を検出する第１
の休止時間検出手段と、該第１の休止時間検出手
段の休止時間に対応して減点率α₂を設定し記憶す
る減点率α₂の記憶手段と、第２の休止検出手段の
出力より該時間を検出する第２の休止時間検出手
段と、第２の休止時間の長さにより減点率α₂の記
憶手段の情報を消去する減点率α₂の解除手段と、
第１の休止検出手段の出力と第２の休止検出手段
の出力を比較し第１の体止と第２の休止の同時性
を検出する休止同時有無の検出手段と、休止同時
無の回数を記憶する第５の計数記憶手段と、第３
の計数記憶手段の出力と第５の計数記憶手段の出
力の割合に応じて減点率α₃を設定、記憶し、前記
第１の計数記憶手段により記憶されている、高い
音階に移行したことを検出した回数、低い音階に
移行したことを検出した回数、変らないと検出し
た回数の３情報と前記第２の計数記憶手段により
記憶されている、高い音階に移行したことを検出
した回数、低い音階に移行したことを検出した回
数、変らないと検出した回数の３情報とを比較演
算し、さらに前記第３の計数記憶手段により記憶
されている前記第２の休止検出手段により休止が
検出された回数と前記第４の計数記憶手段により
記憶されている前記第１の音声信号の休止解除が
前記第２の音声信号の休止解除とほぼ同時であつ
た回数との割合に応じて前記第１の音声信号が前
記第２の音声信号とどの程度合致しているかを得
点として算出し算出結果に合致度合に応じた減点
率α₁，α₂，α₃を乗算して最終得点を求めるように
なした得点計算手段とを備えたことを特徴とする
採点装置。２減点率α₁，α₂，α₃をそれぞれ今まで記憶され
た減点率と比較し、小さい方をα_nioとして記憶す
る手段により減点率α₁，α₂，α₃の内最小の値を採
用して得点計算を行わすことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の採点装置。