JPH0344311B2

JPH0344311B2 -

Info

Publication number: JPH0344311B2
Application number: JP58233866A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Endo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-12-12
Filing date: 1983-12-12
Publication date: 1991-07-05
Also published as: JPS60125897A

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
録再生装置とともに用いて、ユーザーの唄う音声
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、拡声し、これに合わ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音楽信号を、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４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つた。この欠点を解
消するものとして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
価手段を提供する「音声多重採点装置」あるいは
「音多採点機」と呼ばれる採点装置の付属した演
奏装置が販売されている。この「音多採点機」の
付属した演奏装置は第３図に示すような構成であ
り、第２図と音声多重式の「カラオケ装置」に、
マイク入力手段４の出力音声信号をパルス信号あ
るいはデイジタル信号に変換する第１の波形変換
手段７、第１の磁気テープ再生手段２の出力音声
信号をパルス信号あるいはデイジタル信号に変換
する第２の波形変換手段８、前記の２つの波形変
換手段の出力信号を演算処理することにより、マ
イク入力手段４からのユーザーの音声が第１の磁
気テープ再生手段２からの記録媒体のボーカル信
号とどの程度一致しているかを音程の変化、強弱
の変化などの項目で評価し、その合致度を得点と
して算出するマイクロコンピユータ１５、得点を
表示する得点表示手段１４とが加わつたものであ
る。

この「音多採点機」の付属した演奏装置は採点
の基準として音声多重式の記録媒体である磁気テ
ープ１のボーカル信号用いているので、この磁気
テープ１のボーカル信号の記録されている第１の
トラツクに歌手の唄以外の信号が重畳していると
歌手の唄が他の信号で変調されているためユーザ
ーの唄の採点評価が正しくなされなくなるという
欠点を有していた。実際に市場に出回つている音
声多重式の記録媒体の中には、ボーカル信号の記
録されている第１のトラツクに、歌手の唄に楽器
等の演奏音楽信号（伴奏）が重ね合わせられて記
録されているものが多く存在しているため、使用
する音声多重式の記録媒体によつては正しい採点
がなされない場合も少なからず生じていた。

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、
ボーカル信号の記録されているトラツクに歌手の
唄以外に楽器等の演奏音楽信号（伴奏）が重ね合
わせられて記録されている音声多重式の記録媒体
を用いても正しい採点評価がなされ、万一、正し
い採点評価のできない使い方をされてもその旨を
ユーザーに知らせる採点装置を提供することを目
的とするものである。

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
号から入力される第２の音声信号の成分を引算す
るための引算の係数を可変できる引算手段と、前
記引算手段の出力信号の大きさを検出する第１の
レベル検出手段と、前記入力される第２の音声信
号の大きさを検出する第２のレベル検出手段と、
前記第１のレベル検出手段の出力信号と前記第２
のレベル検出手段の出力信号とをもとに前記引算
手段の係数を変化することにより前記第１の音声
信号から前記第２の音声信号の成分を除去した信
号を前記引算手段の出力として得ようと制御を行
なう制御手段と、前記引算手段の出力信号と入力
される第３の音声信号とを比較してその合致度を
得点として算出する得点計算手段と、前記制御手
段による前記引算手段の引算の係数の制御の変化
に応じた前記制御手段の出力信号と前記第１のレ
ベル検出手段の出力信号と前記第２のレベル検出
手段の出力信号とにより前記第１の音声信号から
前記第２の音声信号の成分をある程度まで除去で
きているか否かを判定する判定手段と、前記判定
手段の出力に応じて前記第１の音声信号から前記
第２の音声信号の成分をある程度まで除去できて
いるか否かを表示する判定結果表示手段とから構
成されており、この構成によつて、第１の音声信
号として音声多重式の記録媒体のボーカル信号の
トラツクを再生したボーカル再生信号、第２の音
声信号として音声多重式の記録媒体の楽器等の演
奏音楽信号（伴奏）、第３の音声信号としてマイ
クから入力されるユーザーの唄う音声信号を用い
ることにより、使用する音声多重式の記録媒体の
ボーカル再生信号に歌手の唄以外に楽器等の演奏
音楽信号（伴奏）が含まれていても、ボーカル再
生信号から楽器等の演奏音楽信号（伴奏）の成分
が除去されて歌手の唄のみの音声信号が取り出さ
れ、ユーザーの唄う音声信号をボーカル再生信号
中の歌手の唄のみと比較してどの程度合致してい
るかが得点として正しく算出・評価することがで
き、万一、正しい採点評価のできない使い方をさ
れてもその旨をユーザーに知らせることができる
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ボ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。３は音声多重式
の記録媒体に記録されている楽器等の演奏音楽信
号の再生を行なう第２の磁気テープ再生手段で、
３０１は磁気ヘツド、３０２は増幅器である。５
１は引算手段で、音声多重式の記録媒体からのボ
ーカル再生信号から演奏音楽信号の成分を引算す
るための引算の係数を可変できるもので、出力と
してボーカル再生信号から演奏音楽信号の成分を
除去して採点のための歌手の唄のみの基準音声信
号を得ようとするものである。

５２は第１のレベル検出手段で、引算手段５１
の出力信号の大きさを検出するものである。５３
は第２のレベル検出手段で、伴奏信号の大きさを
検出するものである。５４は制御手段で、第１の
レベル検出手段５２の出力信号と第２のレベル検
出手段５３の出力信号とをもとに引算手段５１の
引算の係数を変化することにより、ボーカル再生
信号から伴奏信号の成分を除去した音声信号を引
算手段５１の出力として得ようと制御を行なうも
のである。

５５は判定手段で、制御手段５４による引算手
段５１の引算の係数の制御の変化に応じた制御手
段５４の出力信号と第１のレベル検出信号５２の
出力信号と第２のレベル検出手段５３の出力信号
とによりボーカル信号から伴奏信号の成分を必要
な程度まで除去できているか否かを判定するもの
である。

５６は判定結果表示手段で、判定手段５５の出
力信号に応じて、ボーカル再生信号から伴奏信号
の成分を必要な程度まで除去できているか否かを
表示するものである。

７は第１の波形変換手段で、ユーザーが唄つた
音声の信号をパルス信号へ変換するものである。
８は第２の波形変換手段で、記録媒体のボーカル
信号から演奏音楽信号成分が除去された歌手の唄
のみの基準音声信号をパルス信号へ変換するもの
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、基準音声
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、基準
音声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
数と基準音声信号の音階の高低の変化の回数とを
比較演算してユーザーが唄う音声信号が基準音声
信号とどの程度合致しているかを得点として算出
するものである。１４は得点表示手段で、前記得
点計算手段１３で算出された得点をユーザーに知
らせるために得点表示を行なうものである。

第５図は本実施例の具体的な構成を示すブロツ
ク図で、上記制御手段、判定手段、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、基
準音声信号の音階変化検出と変化回数の計数記
憶、得点の計算の機能とを２つのマイクロコンピ
ユータ１５，７０で実現したものである。

６０，６１，６２，６３，６４，７３，７６，
７７，８０は抵抗器、６５，６６，６７，６８は
スイツチ、６９は差動増幅器、７１，７２はコン
パレータ、７４，７８はトランジスタ、７５，７
９は発光ダイオード（LED）である。

まず、基準音声信号を作り出す動作について説
明を行なう。

音声多重式の記録媒体には伴奏信号とボーカル
信号とが記録されているが、ある唄１曲全体の伴
奏信号の信号レベルと時間の関係が第６図ａのよ
うであるとする。ここでは伴奏信号の信号レベル
は説明簡略化のためV_aで一定であるとする。

上記の伴奏信号とともに歌手の唄の音声信号が
ボーカル信号として記録されているが、このボー
カル信号には第６図ｂのように歌手の唄のみが記
録されている場合と、第６図ｃのように歌手の唄
の音声信号に伴奏信号が重畳されて記録されてい
る場合とが存在する。なお、歌手の唄の音声信号
の信号レベルは第６図ｂではV_bで一定、第６図
ｃではV_cで一定、第６図ｃにおける伴奏信号の
信号レベルはV_dで一定であるとする。この例に
おいて、t₁₀〜t₁₁の期間は、俗にイントロと呼ば
れる前奏部分であり、この部分では伴奏はある
が、実際の歌はなく、t₁₁〜t₁₂が歌の１番、t₁₃〜
t₁₄が歌の２番、t₁₅〜t₁₆が歌の３番、t₁₂〜t₁₃とt₁₄
〜t₁₅は間奏と呼ばれる歌はなくて伴奏のみの部
分であり、t₁₆〜t₁₇はエンデイングと呼ばれる歌
の終つたあとの歌はなくて伴奏のみの部分であ
る。第６図ｂのような歌手の唄のみのボーカル信
号では本来歌のない部分、すなわちt₁₀〜t₁₁、t₁₂
〜t₁₃、t₁₄〜t₁₅、t₁₆〜t₁₇では無信号となつてい
る。しかし第６図ｃのような歌手の唄に伴奏信号
が重畳しているボーカル信号ではt₁₀〜t₁₇のこの
唄の全区間にわたつて信号が存在している。そし
て、音声多重式の記録媒体は前奏部分以前すなわ
ちt₁₀よりも少し早い位置から再生されるのが通
常の使われ方であり、歌の途中すなわちt₁₁〜t₁₂
の間、t₁₃〜t₁₄の間、t₁₅〜t₁₆の間から再生を開始
してユーザーが唄い、歌手の唄と比較採点をする
という使い方は採点評価も不正確となるし、通常
の使い方ではない。ただし、歌の１番のみを採点
させたい場合はt₁₁より前で再生を開始してt₁₂〜
t₁₃の間で再生を停止、歌の２番のみを採点させ
たい場合はt₁₂〜t₁₃の間で再生を開始してt₁₄〜t₁₅
の間で再生を停止、歌の３番のみを採点させたい
場合はt₁₄〜t₁₅の間で再生を開始して曲の最後で
停止するというような使い方をするような場合も
あるが、いずれの方法にしても正確な採点をさせ
ようのすう場合は必ず歌のない部分から再生を開
始するのが普通である。

以上のことから音声多重式の記録媒体は歌のな
い部分から再生することと限定すれば、再生開始
時点では第６図ｂのように歌手の唄のみのボーカ
ル信号の記録されているトラツクは無信号状態と
なるが、第６図ｃのように伴奏信号が歌手の唄に
重畳していて、伴奏信号のある時点であれば、再
生開始時点から有信号状態となる。そしてこの第
６図ｃにおける伴奏信号分の信号レベルV_dがあ
る程度以上大きくなれば実際の歌手の唄も伴奏信
号で大きく変調され、後述する採点動作の結果と
しての得点の大小に影響を与えることとなる訳で
あるが、前記のように再生開始時点で伴奏信号が
ある時にボーカル信号が同時にある程度以上の信
号レベルとなつた場合にはボーカル信号には第６
図ｃのように歌手の唄に伴奏信号が大きく重畳さ
れているか、実際の歌のある部分から再生開始さ
れたかのどちらかである。上記２つの場合のいず
れにおいても採点評価は正しくなされ難いために
本発明では前者の場合はボーカル信号から伴奏信
号を除去して、歌手の唄のみの採点のための基準
信号を作り、正確な採点評価ができるようにする
とともに、後者の場合は歌手の唄のみの採点のた
めの基準信号が作れないのでユーザーがそのまま
採点動作させても不正確な得点が出る可能性があ
ることを警告するものである。

本発明の基本的考え方はこの第６図ｃに示すよ
うなボーカル信号から伴奏信号分の信号レベル
V_dを除去して第６図ｂのような歌手の唄のみの
ボーカル信号を得ようとするものである。

そのために第６図ａのような信号レベルがV_a
である伴奏信号から第６図ｃの信号レベルがV_d
の伴奏信号成分と同じ大きさの伴奏信号を作り出
して、第６図ｃのような伴奏信号の重畳している
ボーカル信号から引算することにより、歌手の唄
のみのボーカル信号を得るように動作させる。

まず、伴奏信号からボーカル信号に含まれてい
る伴奏信号成分と同じ大きさの伴奏信号を作り出
す回路は抵抗器６０〜６４とスイツチ６５〜６８
により構成されている。

抵抗器６０〜６４の抵抗値が第５図に示すよう
に抵抗器６０がR_S、抵抗器６１がR_S、抵抗器６
２が3R_S、抵抗器６３が7R_S、抵抗器６４が15R_S
とすれば、スイツチ６１のみがONでスイツチ６
６〜６８がOFFならば伴奏信号の大きさは抵抗
器６１と抵抗器６２で分圧され２分の１の大きさ
となつて差動増幅器６９の負信号入力へと入る。
同様にスイツチ６６のみONなら伴奏信号は４分
の１、スイツチ６７のみONなら伴奏信号は８分
の１、スイツチ６８のみONなら伴奏信号は16分
の１となつて差動増幅器６９の負信号入力へと入
り、これらのスイツチ６５〜６８の組み合せで伴
奏信号の減衰率は、すべてOFFで無限大、スイ
ツチ６８のみONでの16分の１からすべてONで
の16分の15まで可変できる。さらにスイツチと抵
抗器を増やせばもつと細かく可変することができ
る。

さて本実施例において伴奏信号の大きさV_aが
4V_rnsであり、その時にはまだ歌の始まつていな
い部分であつてボーカル信号にはV_dの大きさの
伴奏信号が入つており、V_dは0.75V_rnsであつたと
すると、この時のボーカル信号の大きさと伴奏信
号の大きさの比率は３：16であるのでスイツチ６
５〜６８は伴奏信号を16分の３に減衰させて差動
増幅器６９へと入力するようにすればよい。この
場合にはスイツチ６５，６６はOFF、スイツイ
６７，６８はONとすれば差動増幅器６９の負信
号入力にはV_dと同じ大きさのV_dと同じ極性の伴
奏信号が入力され、差動増幅器６９の正信号入力
には第６図ｃのようなボーカル信号が入力される
ので差動増幅器６９の出力にはV_dの伴奏信号分
が除去された第６図ｂのような歌手の唄のみのボ
ーカル信号が得られることとなる。

上記の動作は伴奏信号の大きさV_aとボーカル
信号の伴奏成分の大きさV_dとの比率が分つてい
たとした場合の説明であるが、本発明ではこの比
率を直接求めることはせず、第７図のフローチヤ
ートに従つて第２のマイクロコンピユータ７０が
スイツチ６５〜６８の組み合せを順次変えてゆ
き、差動増幅器６９の出力信号に伴奏信号成分の
なくなるスイツチ６５〜６８の組み合せを得よう
とするものである。以下に、第７図のフローチヤ
ートと第８図のスイツチ組み合せ説明図とに従つ
て説明を行なう。まず、ステツプ90において、ス
イツチ６５〜６８の組み合せの種別を表わす数ｎ
を０にセツトする。このｎ＝０の状態では第８図
のようにスイツチ６５〜６８はすべてOFFとな
り分圧比は０、すなわち、差動増幅器６９の負入
力端子へは無信号入力となり差動増幅器６９の出
力はボーカル信号そのものが出力されてくること
となる。

次にステツプ91で伴奏があるレベル以上の大き
さであるかどうかをコンパレータ７２によつてあ
る比較電位＋V₂と伴奏信号の信号レベルとを比
較した結果を第２のマイクロコンピユータ７０に
入力して判断を行なう。伴奏信号が＋V₂の大き
さできまるあるレベル以上でない場合はあるレベ
ル以上の大きさの伴奏信号が入力されるまで待期
し、あるレベル以上の伴奏信号が入力されるとス
テツプ92に進み、差動増幅器６９の出力があるレ
ベル以上の大きさであるかをコンパレータ７１に
よつてある比較電位＋V₁と差動増幅器６９の出
力信号レベルとを比較した結果を第２のマイクロ
コンピユータ７０に入力して判断を行なう。差動
増幅器６９の出力信号が＋V₁の大きさできまる
あるレベル以上でない場合はボーカ信号は第６図
ｂのような歌手の唄のみのボーカル信号となつて
おり、ボーカル信号から伴奏成分を除去する動作
は必要ないのでステツプ93に進み、第２のマイク
ロコンピユータ７０から抵抗器７３を介してトラ
ンジスタ７４へ“Ｈ”レベルの信号を送出し、抵
抗器７６を介して＋V_ccより発光ダイオード７５
に電流を流して発光させ、ユーザーに正しい採点
動作が可能なことを知らせる。

逆にステツプ92で差動増幅器６９の出力信号が
あるレベル以上と判断されればステツプ94でｎの
値を１だけ増やし、ステツプ95でｎの値が16以上
であるかどうかを判断する。ｎの値が16より小さ
い時はステツプ96でスイツチ６５〜６８の組み合
せをｎの値の変化に合うように１ステツプ変化さ
せる、具体的には第８図のように以前までｎ＝０
であつてスイツチ６５〜６８はすべてOFFであ
つたなら、今回はｎ＝１となつて、スイツチ６５
〜６７はOFF、スイツチ６８のみONという状態
に変化させることとなる。そして次に再びステツ
プ91に戻り、伴奏信号があるレベル以上である時
にボーカル信号があるレベル以上となるかどうか
みて、ボーカル信号の伴奏信号成分が必要な程度
まで除去されているかどうかを判断してゆき、伴
奏信号がある時に差動増幅器６９の出力信号があ
るレベル以下の大きさとなるまで、ステツプ91→
ステツプ92→ステツプ94→ステツプ95→ステツプ
96→ステツプ91という動作を繰り返す。そして差
動増幅器６９の出力信号があるレベル以下となつ
たならばステツプ93により発光ダイオード７５を
点灯してユーザーに正しい採点動作が可能なこと
を知らせる。逆にｎが０から15までの組み合せを
全部行なつてみても差動増幅器６９の出力信号が
あるレベル以下とならない場合は音声多重式の記
録媒体の再生開始が第６図におけるt₁₁〜t₁₂、t₁₃
〜t₁₄、t₁₅〜t₁₆のように実際に歌のある部分から
行なわれたと判断してステツプ95からステツプ97
に進み、第２のマイクロコンピユータ７０から抵
抗器７７を介してトランジスタ７８に“Ｈ”レベ
ルの信号を送出し、抵抗器８０を介して＋V_ccよ
り発光ダイオード７９に電流を流して発光させ、
ユーザーに正しい採点動作ができない可能性のあ
ることを知らせるとともにステツプ98によつてス
イツチ６５〜６８をすべてOFFとしてボーカル
信号をそのままの形で差動増幅器６９の出力に得
られるようにしておく。これは使用される音声多
重式の記録媒体のボーカル信号が第６図ｂのよう
に歌手の唄のみであつて、t₁₁〜t₁₂、t₁₃〜t₁₄、t₁₅
〜t₁₆のように実際の歌のある位置から再生開始
された場合、できる限り正しい採点評価ができる
ようにするためである。

以上の動作は音声多重式の記録媒体の再生開始
後できる限り速く処理して１つの曲目の演奏毎に
１回のみ行なわせる。

次に採点動作を行なう部分について一実施例の
説明を行なう。

第９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と波形変換手段８は同一回路か使われる
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１０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１０図ａに示されるような
音声電気信号と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１０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７１２とで第１０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１１図の第１のマイクロコンピユータ
１５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得点計算に関する動作を説明
する。

まず、装置の電源は投入されており、第１のマ
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、第１のマイクロコンピユー
タ１５に入力され、ステツプ16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１０
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１０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。なお、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17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か否かを判定する、す
なわち、第１０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19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18へと進む。ステツプ18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21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20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16、17、18は第１の音階
変化検出手段９の機能を実現し、ステツプ19、
20、21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第１のマイクロ
コンピユータ１５に入力され、ステツプ22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23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25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24へと進む。ステツ
プ24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27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26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22、23、24は第２の音階
変化検出手段１０の機能を実現し、ステツプ25、
26、27は第２の計数記憶手段１２の機能を実現し
ている。

次にステツプ28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（図示せず）の情報を用いてもよ
いし、磁気テープ１に記録されている演奏音楽信
号を有無を検出して、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28
より、ステツプ16へ、またはステツプ22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のデータ収集が
行なわれる。

そして、採点開始の時点になればステツプ28か
らステツプ29へと進み、得点の計算が行なわれ
る。ステツプ29は得点計算手段１３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、N₂₃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
ては、α、β、γを定数として、得点ＰをＰ＝100×｛(N₂₁+N₂₂+N₂₃)−(α|N₁₁-N₂₁|+β|N₁₂-N_2
2|+γ|N₁₃-N₂₃|)｝／（N₂₁＋N₂₂＋N₂₃）というように定義し、計算をさせればよい。

上記の計算式による得点は、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、低い方いへの変
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、上記の計算式で、N₁₁＝０、N₁₂＝０、
N₁₃＝０の場合に得点が０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０点となるようにする
ためである。このようにステツプ29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30により、得点を得
点表示手段１４に表示させる。

以上のように本実施例によれば、ボーカル信号
の記録されているトラツクに歌手の唄以外に伴奏
信号が重ね合わせられて記録されている音声多重
式の記録媒体を用いても正しい採点評価がなさ
れ、万一、正しい採点評価のされない使い方をさ
れても正しい採点評価のできない可能性のあるこ
とをユーザーに知らせる採点機を提供することが
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、また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。

また、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
変換器で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。

また、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。

また、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、時分割でユーアーの音声信号
の処理と、ボーカル信号の処理を行なわせてもよ
い。

また、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期間の間の波形変換
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、また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、また、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。

また、本実施例では採点評価の方法として音声
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種の変化の回数を計数して評価を行
なつているが、ユーザーの音声信号とボーカル信
号の唄うタイミングを比較評価したり、ユーザー
の音声信号の絶対音階とボーカル信号の絶対音階
とを比較評価したり、ユーザーの音声信号の音量
とボーカル信号の音量とを比較評価したりして採
点動作を行なわせてもよい。

発明の効果以上のように本発明は、入力される第１の音声
信号から入力される第２の音声信号の成分を引算
するための引算の計数を可変できる引算手段と、
前記引算手段の出力信号の大きさを検出する第１
のレベル検出手段と、前記入力される第２の音声
信号の大きさを検出する第２のレベル検出手段
と、前記第１のレベル検出手段の出力信号と前記
第２のレベル検出手段の出力信号とをもとに前記
引算手段の引算の計数を変化することにより前記
第１の音声信号から前記第２の音声信号の成分を
除去した信号を前記引算手段の出力として得よう
と制御を行なう制御手段と、前記引算手段の出力
信号と入力される第３の音声信号とを比較してそ
の合致度を得点として算出する取点計算手段と、
前記の制御手段による前記引算手段の引算の係数
の制御の変化に応じた前記制御手段の出力信号と
前記第１のレベル検出手段の出力信号と前記第２
のレベル検出手段の出力信号とにより前記第１の
音声信号から前記第２の音声信号の成分をある程
度まで除去できているか否かを判定する判定手段
と、前記判定手段の出力に応じて前記第１の音声
信号から前記第２の音声信号の成分をある程度ま
で除去できているか否かを表示する判定結果表示
手段とを備え、第１の音声信号として音声多重式
の記録媒体のボーカル信号のトラツクを再生した
ボーカル再生信号、第２の音声信号として音声多
重式の記録媒体の伴奏信号、第３の音声信号とし
てマイクから入力されるユーザーの唄う音声信号
を用いることにより、使用する音声多重式の記録
媒体のボーカル再生信号に歌手の歌以外の伴奏信
号が含まれていてもボーカル再生信号から伴奏信
号の成分が除去されて歌手の唄のみの音声信号が
取り出され、ユーザーの唄う音声信号をボーカル
再生信号中の歌手の唄のみと比較してどの程度合
致しているかが得点として正しく算出・評価する
ことができるものであり、ユーザーが正確な採点
評価のなされている得点をもとに唄の練習を行な
つて自分の歌唱力を着実に向上させてゆくことが
できるようにするとともに、誤つて正しい採点評
価のできない使い方をされた場合にはその旨をユ
ーザーに知らせることにより、誤つた採点評価の
結果である誤つた得点をユーザーがうのみにし
て、自分の唄に自信を失つたり、逆に過剰な自信
を持つたり、採点装置に不信感を抱いたりするこ
とを防止してユーザーが意欲を失うことなく歌唱
力の向上に努め、また、唄う楽しみを満喫できる
ようにすることができるものである。

【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図は従来例の要部ブロツク図、第
４図は本発明の一実施例の要部ブロツク図、第５
図は本実施例の具体的構成を示すブロツク図、第
６図は伴奏信号とボーカル信号の説明図、第７図
は本実施例のマイクロコンピユータの処理動作の
一部を示すフローチヤート、第８図はスイツチの
組み合せ説明図、第９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１０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１１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であ
る。１３……得点計算手段、５１……引算手段、５
２……第１のレベル検出手段、５３……第２のレ
ベル検出手段、５４……制御手段、５５……判定
手段、５６……判定結果表示手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力される第１の音声信号から入力される第
２の音声信号の成分を引算するための引算の係数
を可変できる引算手段と、前記引算手段の出力信
号の大きさを検出する第１のレベル検出手段と、
前記入力される第２の音声信号の大きさを検出す
る第２のレベル検出手段と、前記第１のレベル検
出手段の出力信号と前記第２のレベル検出手段の
出力信号とをもとに前記引算手段の引算の係数を
変化することにより前記第１の音声信号から前記
第２の音声信号の成分を除去した音声信号を前記
引算手段の出力として得ようと制御を行なう制御
手段と、前記引算手段の出力信号と入力される第
３の音声信号とを比較してその合致度を得点とし
て算出する得点計算手段と、前記制御手段による
前記引算手段の引算の係数の制御の変化に応じた
前記制御手段の出力信号と前記第１のレベル検出
手段の出力信号と前記第２のレベル検出手段の出
力信号とにより前記第１の音声信号から前記第２
の音声信号の成分を必要な程度まで除去できてい
るか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の
出力信号に応じて前記第１の音声信号から前記第
２の音声信号の成分を必要な程度まで除去できて
いるか否かを表示する判定結果表示手段とを備え
たことを特徴とする採点装置。