JPH0415958B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はだれにでも歌える歌や楽器等の伴奏を
提供する自動適応伴奏装置に関するものである。

本装置は歌の伴奏の他にも楽器等の演奏の伴奏
にも使用できるが、以下は歌の伴奏の場合につい
て述べる。

従来、テープ等に録音された伴奏音いわゆるカ
ラオケを再生することにより歌の伴奏を提供する
カラオケ装置があつたが、テンポを自由に設定で
きなかつた。歌のテンポは人によつて大きく異な
るため、このようなカラオケ装置は人によつては
歌いにくいという欠点があつた。また、電子楽器
をあらかじめ定められた楽譜データにしたがつて
自動的に演奏させることは可能である。たとえば
日本電気製のPC−6000型パーソナルコンピユー
タのサウンド機能を使用すれば実現可能である。
この場合電子楽器であるので、テンポを自由に設
定することは可能である。このような装置を用い
て歌の伴奏を自動演奏すればテンポを自由に設定
できる自動伴奏装置とすることができる。しか
し、テンポを歌に合わせて設定することはかなり
の技術を要し、だれでもできるというわけにはい
かなかつた。

また曲のテンポのみならず曲の主調であるキー
も人によつては大きく異なるため従来の装置では
人によつては歌いにくいという欠点があつた。キ
ーも歌に合わせて設定することはかなりの技術を
要しだれにでもできるというわけにはいかなかつ
た。

本発明の第１の目的は歌に合わせて伴奏のテン
ポを自動的に設定することによりだれにでも歌い
やすい伴奏する自動適応伴奏装置を提供すること
にある。

本発明の第２の目的はまた、歌に合わせて伴奏
のテンポ及びキーを自動的に設定することにより
だれにでも歌いやすい伴奏をする自動適応伴奏装
置を提供することにある。

本発明によれば歌声、楽器音などの楽音ピツチ
を検出し、ピツチ・データの時系列として出力す
るピツチ検出部と、メロデイをピツチデータの時
系列として記憶しておく楽譜記憶部と、前記楽音
のピツチデータの時系列前記楽譜記憶部中のピツ
チデータの時系列を比較し、楽譜に対応する前記
楽音の時間長を求めることにより楽曲のテンポを
得るテンポマツチング部と、前記テンポにしたが
つて自動的に伴奏を行なう自動演奏部とを有して
成る自動適応伴奏装置が得られる。

さらに、本発明によれば歌声、楽器音などの楽
音のピツチを検出し、ピツチ・データの時系列と
して出力するピツチ検出部と、メロデイをピツチ
データの時系列として記憶しておく楽譜記憶部
と、前記楽音のピツチデータの時系列と前記楽譜
記憶部中のピツチデータの時系列を比較し、楽譜
に対応する前記楽音の時間長を求めることにより
楽曲のテンポを得ると同時に、楽曲のキーを得る
楽譜マツチング部と、前記テンポ及びキーにした
がつて自動的に伴奏を行なう自動演奏部とを有し
て成る自動適応伴奏装置が得られる。

以上実施例について詳細に説明する。第１図は
本発明による自動適応伴奏の一実施例を示すブロ
ツク図である。マイク１から入力された歌声は音
声信号Ｖとしてピツチ検出部２に入力される。ピ
ツチ検出部２ではこの歌声のピツチ周波数を検出
する。音声のピツチ周波数を検出する方法は、す
でにさまざまな方法がある。たとえばIEEE
TRANSACTIONS ON ASSP Vol.ASSP−24
No.５のP399〜418にある「Ａ Comparative
Performance Study of Several Pitch
Detection Algorithms」中で述べられている自
己相関法は簡単に使用できて効果が大きい。

このようにして求められたピツチは対数変換部
３で対数変換される。このように対数変換するこ
とによりピツチの差を楽譜上の音程差に対応させ
ることができる。対数変換部３よりピツチデータ
Ｐの時系列が出力される。

また音声信号Ｖはパワー検出部４に入力され
る。音声信号Ｖのパワーがある定められた値以上
の時、その間を音声区間とし、パワー検出部より
音声区間検出信号Ｓが出力される。

ピツチデータＰはある一定の時間長だけデータ
バツフア５に保持される。この時音声区間検出信
号Ｓにより、音声の立ち上がりの時刻データもデ
ータバツフア５に保持される。

ピツチデータＰは、ある一定時間長だけ入力さ
れると、メロデイマツチング部６においてメロデ
イ記憶部７内のピツチデータPMとマツチングさ
れる。メロデイ記憶部７には歌われる楽曲のメロ
デイがピツチデータの時系列の形で保持されてい
る。マツチングはメロデイのあらかじめ定められ
たある長さごとに行なわれる。

第２図は楽譜の一例を示す図であり、第３図は
前記第２図の楽譜の示すメロデイを人間が歌つた
時のピツチデータＰの一例を示す波形図である。
これを入力ピツチパタンとよぶとする。また同じ
メロデイをピツチデータで正しく示した波形図が
第４図である。図中横軸は時間軸、縦軸はピツチ
の高さを示す。メロデイ記憶部７の中には第４図
で示したようなデータが記憶されている。

このデータを標準ピツチパタンとよぶとする。
この２つのパタンをマツチングするわけであるが
人間により歌われたメロデイはテンポやピツチが
不安定である。そのため、まず時間軸を伸縮さ
せ、時間方向を合わせる。定められた時間長の標
準ピツチパタンに対し、入力ピツチパタンを始端
を合わせて、ある一定範囲内で伸縮させその時の
パタン間距離を求める。パタン間距離は各時点に
おける２つのパタンの音程差の絶対値を積分した
ものである。最適伸縮量はこのパタン間距離が伸
縮させた範囲内で最小値をとる時の伸縮量であ
る。

時間方向をより正確に合わせるために音符の切
れ目の情報が利用できる。人間が歌つた場合、２
つの音符間で音声区間が切れない場合はあるが、
音声区間が切れるのは必ず音符間である。たとえ
ば一例として、音声の立ち上がり時点を第３図中
の縦線３１で、音符の切れ目点を第４図中の縦線
４１で示す。この両方の点がなるべく一致するよ
うに時間軸の伸縮を行なう。この実現方法として
はたとえば、両方の点が一致した場合にパタン間
距離が小さくなるような操作を加えつつ、パタン
間距離の最小値を求めればよい。

この時の時間伸縮量が、標準ピツチパタンと入
力ピツチパタンとのテンポの差となる。この値を
テンポ制御信号Ｔとしてメロデイマツチング部６
より出力される。自動演奏部８においては、テン
ポ制御信号Ｔにしたがつたテンポで自動演奏を行
なう。伴奏音はスピーカ１０より出力される。

以上が第１の発明による一実施例である。第２
の発明による一実施例は前述の実施例に加えてキ
ー計算部９を持つ。キー計算部９においては最適
伸縮量で伸縮した２つのパタンの音程差を時間平
均する。この値が標準ピツチパタンと入力ピツチ
パタン間のキーの差となる。この値がキー制御信
号Ｋとしてキー計算部９より出力される。自動演
奏部８はこのキー制御信号Ｋにしたがつたキーで
自動演奏を行なう。

以上は本発明の一実施例であつて本発明はこれ
に限定されるものではない。たとえばピツチ検出
法や、マツチングの方法は他にも考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示すブロツク
図、第２図は楽譜の例を示す図、第３図は第２図
のメロデイを人間が歌つたときのピツチデータの
変化の例を示す波形図、第４図は第２図のメロデ
イの正しいピツチデータの例を示す波形図であ
る。図中１はマイク、２はピツチ検出部、３は対
数変換部、４はパワー検出部、５はデータバツフ
ア、６はメロデイマツチング部、７はメロデイ記
憶部、８は自動演奏部、９はキー計算部、１０は
スピーカである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 歌声、楽器音などの楽音のピツチを検出し、
   ピツチ・データの時系列として出力するピツチ検
   出部と、メロデイをピツチデータの時系列として
   記憶しておく楽譜記憶部と、前記楽音のピツチデ
   ータの時系列と前記楽譜記憶部中のピツチデータ
   の時系列を比較し、楽譜に対応する前記楽音の時
   間長を求めることにより楽曲のテンポを得るテン
   ポマツチング部と、前記テンポにしたがつて自動
   的に伴奏を行なう自動演奏部とを有して成ること
   を特徴とする自動適応伴奏装置。 ２ 歌声、楽器音などの楽音のピツチを検出し、
   ピツチ・データの時系列として出力するピツチ検
   出部と、メロデイをピツチデータの時系列として
   記憶しておく楽譜記憶部と、前記楽音のピツチデ
   ータの時系列と前記楽譜記憶部中のピツチデータ
   の時系列を比較し、楽譜に対応する前記楽音の時
   間長を求めることにより楽曲のテンポを得ると同
   時に、楽曲のキーを得る楽譜マツチング部と、前
   記テンポ及びキーにしたがつて自動的に伴奏を行
   なう自動演奏部とを有して成ることを特徴とする
   自動適応伴奏装置。