JPH067294B2

JPH067294B2 - 歌唱力採点装置

Info

Publication number: JPH067294B2
Application number: JP61128674A
Authority: JP
Inventors: 聰遠藤; 敬明古田; 暎二南
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-06-03
Filing date: 1986-06-03
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS62284383A

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
置と共に用いて、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。

従来の技術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」と呼ばれる磁
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２図に示すように磁気テープ
１における第１のトラック１０１に歌手などのボーカル
信号が、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３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、磁気ヘッド２０１と
増幅器２０２よりなる第１の音声信号再生手段２と、磁
気ヘッド３０１と増幅器３０２よりなる第２の音声信号
再生手段３とにより再生し、この２つの出力をマイク４
０１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っているボ
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かがユーザー
自身には分らないという欠点があった。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４図に示すような構成で
あり、第３図の音声多重式の「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ィジ
タル信号に変換する第１の波形変換手段７、第１の音声
信号再生手段２の出力音声信号をパルス信号あるいはデ
ィ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の音声
信号再生手段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
ンピュータ１５、得点を表示する得点表示手段１４とが
加わったものである。

発明が解決しようとする問題点この「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
ル信号を用いているので、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のトラッ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る。実際に市場に出回っている
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のトラックに、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
（本明細書では以下、「厚メロ状態の音声多重媒体」と
称す）が多く存在しているため、使用する音声多重式の
記録媒体によっ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。しかし、ユーザーにとってはどのよ
うな音声多重式の記録媒体が正しく採点されないのかが
分りにくく、採点の結果である得点に疑問を感じながら
も、正しい採点の結果であると信じて使用せざるを得な
かった。

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ックに歌手の唄以外の楽器等
の演算音楽信号（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等を用いられた場合はそれを
検知し、正しい採点評価がなされないことをユーザーに
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。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明の採点装置は、第１
の音声信号再生手段と、この第１の音声信号再生手段に
よって再生された第１の音声信号をパルス信号に変換し
て第１のパルス信号とする第１のパルス変換手段と、第
２の音声信号再生手段と、第３の音声信号を入力するマ
イク入力手段と、前記第１の音声信号と入力された第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、前記第２の音声信号再生手段より再
生される第２の音声信号の有無を検出する信号有無検出
手段と、前記信号有無検出手段の出力により前記第２の
音声信号が有信号状態となってからの時間を計数する時
間計数手段と、前記第２の音声信号が有信号状態となっ
てから一定の時間内に前記第１のパルス信号が断続的に
有信号状態となるか否かを検出するパルス断続状態検出
手段と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第１の音声信号として
唄の手本となる記録媒体等からのボーカル信号の音声信
号、第２の音声信号として楽器等の演奏音楽信号（伴
奏）、第３の音声信号としてユーザーの唄う音声信号を
用いることにより、ボーカル信号に歌手の唄以外の楽器
等の演奏音楽信号（伴奏）が重ね合わせられて記録され
ている場合はそれを検出することができ、この検出結果
を表示もしくは発音させることによって正しい採点評価
がなされないことをユーザーに知らせることができるも
のである。

実施例第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。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の音声信号再生手段で、２
０１は磁気ヘッド、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
（以後伴奏信号と略称する）の再生を行なう第２の音声
信号再生手段で、３０１は磁気ヘッド、３０２は増幅器
である。７は第１の波形変換手段で、ユーザーが唄った
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、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
数記録手段で、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
較演算してユーザーが唄う音声信号がボーカル信号とど
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。

６０は第１のパルス変換手段で、ボーカル信号をパルス
信号に変換し、ボーカルパルス信号とするものである。
６１は信号有無検出手段で、第２の磁気テープ再生手段
３の出力である伴奏信号の有無を検出するものである。
６２は時間計数手段で、第２の信号有無検出手段６１の
出力により伴奏信号が有信号状態となってからの時間を
計数するものである。６３はパルス断続状態検出手段
で、伴奏信号が有信号状態となってから一定の時間内に
前記第１のパルス信号が断続的に有信号状態となるか否
かを検出するものである。６４は表示手段で、パルス断
続状態検出手段６３の出力によりボーカルパルス信号が
断続的に有信号状態となった場合にその旨を表示するも
のである。６５は発音手段で、伴奏信号が有信号状態と
なってから一定の時間内にパルス断続状態検出手段６３
の出力によりボーカルパルス信号が断続的に有信号状態
となった場合に音響信号を発生してその旨をユーザーに
知らせるものである。

第５図は上述の実施例の具体的な構成を示すブロック図
で、上記パルス断続状態検出、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、時間計数得点の計算の
機能をマイクロコンピュータ１５で実現したものであ
る。

７０，７１はコンパレータで７０はボーカル信号をパル
ス信号へと変換し、ボーカルパルス信号とするものであ
り、７１は伴奏信号をパルス信号へと変換し伴奏パルス
信号とするものである。このコンパレータ７０，７１に
はそれぞれ基準電圧として＋Ｖ₁，ｆＶ₂が接続されてお
り、この各々の電圧よりも下きな信号が入力されると
“Ｈ”レベルの、逆に各々の電圧よりも小さな信号が入
力されると“Ｌ”レベルの電圧を出力し、パルス信号と
して出力する。上記のパルス信号は、マイクロコンピュ
ータ１５に入力されて処理が行なわれるが、以下に第６
図のマイクロコンピュータの処理動作の一部を示すフロ
ーチャート、及び第７図にもとづいて本実施例のボーカ
ルパルス信号のパルス断続状態検出に関する動作を説明
する。

まず、ステップ８０でコンパレータ７１の出力である伴
奏パルス信号が“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を交互
に変化するか、すなわち、有信号状態であるか否かを判
断し、無信号状態であればステップ８１に進み、２つの
メモリＴ，ＮをＯとする。メモリＴは時間を計数記憶す
るためのものであり、メモリＮはボーカルパルス信号が
断続的に有信号状態となった回数を計数記憶するための
ものである。

逆にステップ８０で伴奏パルス信号が有信号状態であれ
ばステップ８２へ進み、メモリＴを１だけ増やし、伴奏
パルス信号が有信号状態となってからの時間を計数する
処理を行なう。次にステップ８３で伴奏パルス信号が有
信号状態となってからある時間（本例では３秒間とす
る。）以上が経過したか否かをメモリＴの値により判断
する。メモリＴが３秒以上の時間経過を示していなけれ
ば、ステップ８４へと進み、ボーカルパルス信号が有信
号状態であるか否かを判断し、ボーカルパルス信号が有
信号状態ならステップ８５でメモリＡを１として、現在
ボーカル信号が有信号状態であることを記憶させてお
く。ステップ８４でボーカルパルス信号が有信号状態で
ないと判断されればステップ８６へと進み、メモリＡが
１となっているか否かを判断する。もしもメモリＡが１
でなければ、前回のステップ８４での判断はボーカルパ
ルス信号は有信号状態でなかったことを示しており、こ
の場合はステップ８０へと戻ってゆく。

もしもステップ８６でメモリＡが１であると判断されれ
ば、前回のステップ８４での判断はボーカルパルス信号
は有信号状態であったこととなり、前回は有信号状態で
あったボーカルパルス信号が今回は無信号状態となって
いることであるので、ボーカルパルス信号が断続的に有
信号状態となった回数を計数記憶するためのメモリＮを
ステップ８７で１だけ増加する。次にステップ８８でメ
モリＡをＯとしておき、次にボーカルパルス信号が有信
号状態となる場合に備えておき、ステップ80へと戻って
ゆく。上記のような処理を繰り返し、伴奏パルス信号が
有信号状態となってから３秒間が経過したとすれば、ス
テップ８３でメモリＴが３秒以上の値を示していると判
断されステップ89へと進み、メモリＮがある値以上（普
通は２〜３程度）の値を示しているか否かを判断する。
もしもメモリＮがある値以下ならば何もせずに処理は終
了となるが、メモリＮがある値以上ならばボーカルパル
ス信号が断続的に有信号状態となったことを示している
ので、ステップ９０の処理により抵抗器７２を介してト
ランジスタ７３へ“Ｈ”レベルの信号を送出して、＋Ｖ
_ccから抵抗７５を通じる電流でＬＥＤ７４を点灯して、
ボーカルパルス信号がある長さ以上連続して有信号状態
となったことを表示する。

又、セテップ９１において増幅器７６とスピーカ７７と
によって一定時間警告音を発生して、ボーカルパルス信
号がある長さ以上連続して有信号状態となったことをユ
ーザーに知らせる。

ここで伴奏パルス信号が有信号状態となってからある時
間内にボーカルパルス信号が断続的に有信号状態となる
ことの意味について第７図の伴奏信号とボーカル信号の
説明図を用いて説明する。

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、ある非常に短い唄を例として、唄１
曲全体の伴奏信号の信号レベルと時間の関係が第７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
７図ａのように歌手の唄のみが記録されている場合と、
第７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ものとが存在する。なお、歌手の
唄の音声信号の信号レベルは第７図ｂではＶ_ｂで一定、
第７図ｃではＶ_ｃで一定、第７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、ｔ
₁₁〜ｔ₁₂が歌の第１フレーズ、ｔ₁₃〜ｔ₁₄が歌の第２フ
レーズ、ｔ₁₅〜ｔ₁₆が歌の第３フレーズ、ｔ₁₂〜ｔ
₁₃と、ｔ₁₄〜ｔ₁₅は息つぎの区間で発音のために必要な
空気を人間が吸い込むところで歌はなく伴奏のみの部分
であり、ｔ₁₆〜ｔ₁₇はエンディングと呼ばれる歌の終っ
たあとの歌はなく伴奏のみの部分である。

ここで第７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では無信号となってい
る。しかし第７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
にわたって信号が存在している。

上記のような伴奏信号第７図ａを伴奏パルス信号として
それが有信号状態か無信号状態かの時間的変化（以下有
無状態の時間的変化と称す）を表わせば第７図ｄのよう
になり、曲の最初から最後まで有信号状態を保持してい
る。次に第７図ｂの歌手の唄のみのボーカル信号をボー
カルパルス信号としてその有無状態の時間的変化は第７
図ｅのようにｔ₁₀〜ｔ₁₁のようなイントロ部分や曲間部
分では完全に無信号状態となる。

これに対し、第７図ｃのように伴奏信号の重畳している
ボーカル信号をボーカルパルス信号として実際の音声多
重式記録媒体はレベルも変化していることを考慮した上
でその有無状態の時間的変化を表わせば第７図ｆのよう
にｔ₁₀〜ｔ₁₁のようなイントロの部分でも有信号状態の
部分が生じ、しかも有信号状態となったり、無信号状態
となったりの断続的な有信号状態を呈することとなる。

以上のことにより伴奏パルス信号が有信号状態となって
からある時間内、すなわちｔ₁₀〜ｔ₁₁のイントロ部分で
ボーカルパルス信号が断続的に有信号状態となった場合
には、ボーカル信号に第７図ｃのように伴奏信号が重畳
している音声多重媒体が用いられていると判断できる。
さらに、この第７図ｃにおける伴奏信号分の信号レベル
Ｖｄ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。このような音
声多重式の記録媒体を用いた場合の採点評価は正しくな
され難いために、本発明ではそのことをユーザーに知ら
せて不正確な採点動作を行なわせることを防止する、あ
るいは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ことができるわけ
である。

次に採点動作を行なう部分について本実施例の詳しい説
明を行なう。

第８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８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９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、７０３，７０６，７０９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７０２，７０４，７０５とコ
ンデサ７０３，７０６とは低減通過形のアクティブフィ
ルタを構成しており、入力端子７０１に入力される第９
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
ティブフィ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９図ｂに示されるような音声電気信号は抵抗器７１
０，７１１とトランジスタ７１２とで第９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１０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、マイクロコンピュ
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、マイクロコンピュー
タ１５に入力され、ステップ１６で入力パルスの時間幅
をディジタル量に変換する。すなわち第９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ュー
タ自身のもっているクロック信号により計数すれば入力
パルスの時間幅のディジタル量への変換が達成できる。
このようにして第９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
階が低くなったことを示し、減少すれば音階が高くなっ
たことを示している。

次にステップ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９
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
ップ19により、ユーザーの音声信号の音階が低くなった
回数を示すＮ₁₁を１だけ増加させ、時間幅が増加してい
なければステップ１８へと進む。ステップ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ップ２１によ
りユーザーの音声信号の音階が高くなった回数を示すＮ
₁₃を１だけ増加させ、時間幅が減少していなければステ
ップ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。

上記のようにステップ１６，１７，１８は第１の音階変
化検出手段９の機能を実現し、ステップ１９，２０，２
１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ュータ１５に入力され、ステ
ップ２２により入力パルスの時間幅をディジタル量に変
換後、ステップ２３により時間幅が著前の時間幅と比較
して増加したか否かを判定し、時間幅が増加していれば
ステップ２５によりボーカル信号の音階が低くなった回
数を示すＮ₂₁を１だけ増加させ、時間幅が増加していな
ければステップ２４へと進む。ステップ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ップ２７により
ボーカル信号の音階が高くなった回数を示すＮ₂₃を１だ
け増加させ、時間幅が減少していなければステップ２６
へと進み、ボーカル信号の音階が変らない回数を示すＮ
₂₂を１だけ増加させる。

上記のようにステップ２２，２３，２４は第２の音階変
化検出手段１０の機能を実現し、ステップ２５，２６，
２７は第２の計数記憶手段１２の機能を実現している。

次にステップ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ッチ（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。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っていなければステップ28より、ス
テップ１６へ、またはステップ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あステップ２８からステ
ップ２９へと進み、得点の計算が行なわれる。ステップ
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）−（ａ｜Ｎ₁₁−Ｎ
₂₁｜＋β｜Ｎ₁₂−Ｎ₂₂｜＋γ｜Ｎ₁₃−Ｎ₂₃｜）｝／（Ｎ
₂₁＋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となった時に満点である100点となり、これ
はユーザーの唄う音声信号の音階の変換の回数と磁気テ
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
て同じ回数となった場合であり、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っ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った時に得点
が０点となるようにするためである。このようにステッ
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ップ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、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、その合致度を得点として算出し、表示す
るとともに、正確な採点評価がなされない可能性のある
時にはそのことをユーザーに知らせることのできる採点
装置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
めに低減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り上げたが、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。

また、本実施例では、音階変化検出手段，計数記憶手段
をマイクロコンピュータにより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。

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。

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９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９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っているが、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。

また、本実施例では表示手段としてＬＥＤを用いたが、
螢光表示管やＣＲＴディスプレイや電球等の他の表示素
子を用いてもよい。

また、本実施例では発音手段としてマイクロコンピュー
タからの信号を増幅し、スピーカから発音させる手法を
用いたが、ブザーやチャイム等の電磁振動を応用したも
のや、圧電素子を用いた電子ブザーのような電子式発音
素子や、音声合成による発音手段を用いるなど他の方式
の発音手段を用いてもよい。

また、本実施例では伴奏パルス信号の“Ｈ”の部分の時
間幅とボーカルパルス信号の“Ｈ”の部分の時間幅とを
測定して２つの時間幅がほぼ同一か否かの判断を行なっ
ているが、伴奏パルス信号及びボーカルパルス信号の
“Ｌ”の部分の時間幅を測定して同様の判断をさせても
よいし、或は“Ｌ”から“Ｈ”となる時点から次の
“Ｌ”から“Ｈ”となる時点までの時間幅のように一周
期分の時間幅を測定して同様の判断をさせてもよい。

また、本実施例では伴奏パルス信号が有信号状態となっ
てから３秒間のうちにボーカルパルス信号が断続的に有
信号状態となれば、その音声多重式の記録媒体では正し
い採点がなされないということを検出しているが、上記
３秒間という時間はもっと長くても、もっと短くてもよ
く、使用する記録媒体により可変となるようにしてもよ
い。

発明の効果以上のように本発明は第１の音声信号再生手段と、この
第１の音声信号再生手段によって再生された第１の音声
信号をパルス信号に変換して第１のパルス信号とする第
１のパルス変換手段と、第２の音声信号再生手段と、第
３の音声信号を入力するマイク入力手段と、前記第１の
音声信号と入力された第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、前記第２
の音声信号再生手段より再生される第２の音声信号の有
無を検出する信号有無検出手段と、前記第２の信号有無
検出手段の出力により前記第２の音声信号が有信号状態
となってからの時間を計数する時間計数手段と、前記第
２の音声信号が有信号状態となってから一定の時間内に
前記第１のパルス信号が断続的に有信号状態となるか否
かを検出するパルス断続状態検出手段とを備え、ボーカ
ル信号の記録されているトラックに歌手の唄以外の楽器
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等を用いられた場合に正し
い採点評価がなされないことを検出することができ、さ
らにユーザーの視覚あるいは聴覚に訴えてユーザーに知
らせることができ、誤った採点評価の結果である誤った
得点を提示してしまってユーザーが自分の唄に自信を失
ったり、逆に過剰な自信を持ったり、採点装置に不信感
を抱いたりすることを防止し、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って自分
の歌唱力の欠点を着実に克服し、実力を伸ばしてゆくこ
とが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図は本発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は音声多重式記録媒体の１つである磁気テー
プ上の音声多重トラックの説明図、第３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」のブロック図、第４図は従来
の採点装置の要部のブロック図、第５図は本発明の一実
施例の具体的構成を示すブロック図、第６図は本発明の
実施例のマイクロコンピュータの処理動作の一部を示す
フローチャート、第７図は伴奏信号とボーカル信号の説
明図、第８図は本発明の実施例の第１の波形変換手段の
具体的構成を示す回路図、第９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１０図は本発明
の実施例のマイクロコンピュータの処理動作の要部を示
すフローチャートである。２……第１の音声信号再生手段、３……第２の音声信号
再生手段、４……マイク入力手段、１３……得点計算手
段、６０……第１のパルス変換手段、６１……第２の信
号有無検出手段、６２……時間計数手段、６３……パル
ス断続状態検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の音声信号再生手段と、この第１の音
声信号再生手段によって再生された第１の音声信号をパ
ルス信号に変換して第１のパルス信号とする第１のパル
ス変換手段と、第２の音声信号再生手段と、第３の音声
信号を入力するマイク入力手段と、前記第１の音声信号
と入力された第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、前記第２の音声信
号再生手段より再生される第２の音声信号の有無を検出
する信号有無検出手段と、前記信号有無検出手段の出力
により前記第２の音声信号が有信号状態となってからの
時間を計数する時間計数手段と、前記第２の音声信号が
有信号状態となってから一定の時間内に前記第１のパル
ス信号が断続的に有信号状態となるか否かを検出するパ
ルス断続状態検出手段とを具えたことを特徴とする歌唱
力採点装置。