JPH0683374A - カラオケ装置用自動キーコントローラ装置 - Google Patents

カラオケ装置用自動キーコントローラ装置

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JPH0683374A
JPH0683374A JP4025421A JP2542192A JPH0683374A JP H0683374 A JPH0683374 A JP H0683374A JP 4025421 A JP4025421 A JP 4025421A JP 2542192 A JP2542192 A JP 2542192A JP H0683374 A JPH0683374 A JP H0683374A
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JP
Japan
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frequency
accompaniment
key
signal
song
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JP4025421A
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Inventor
Satoshi Takahashi
高橋  慧
Miyoshi Ito
美義 伊藤
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Onkyo Corp
EMI Records Japan Inc
Original Assignee
Onkyo Corp
Toshiba Emi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 伴奏のキーを歌い手のキーに自動的に合せる
ことができるカラオケ装置用自動キーコントローラ装置
を提供することを目的とする。 【構成】 伴奏周波数取出手段2が、伴奏信号の各音符
の周波数を表わす周波数信号を得る。歌周波数取出手段
4は、歌信号の各音符の周波数を表わす周波数信号を得
る。差周波数検出手段6は、伴奏周波数取出手段2から
得た伴奏信号の周波数と歌周波数取出手段4から得た歌
信号の周波数との差周波数を検出する。キー修正手段8
は、差周波数検出手段6から得た差周波数に対応するキ
ーのずれに基づいて、伴奏のキーを修正する。従って、
伴奏の音符の周波数と、この音符における実際の歌の周
波数との差を検出して、その差周波数に対応するキーの
ずれに基づいて、伴奏のキーを修正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カラオケ装置に関
し、特に、そのキーコントローラの自動化に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】カラオケ装置は、カラオケ伴奏に合せて
歌を歌うための装置である。最近、カラオケ装置には、
歌い手が持っている自分の音程(キー)に応じて、伴奏
のキーを設定することができるキーコントローラが備え
られている場合がある。例えば、自分のキーがナチュラ
ルより半音高いキーであれば、予め、キーコントローラ
の#1にキーを設定することにより、伴奏のキーをナチ
ュラルより半音高いキーにして歌うことができる。
【0003】従来は、このように、カラオケ装置のキー
コントローラの設定を行なっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カラオケ装置のキーコントローラ装置には次のような問
題があった。
【0005】カラオケ装置用に使用されるカセットテー
プ,CD(コンパクトディスク),LD(レーザーディ
スク)に録音されている伴奏の音程(キー)が、製作メ
ーカーごとに異なっている場合がある。このため、歌い
手が自分のキーを選択しても、基準となるキーが異なっ
ているので結局伴奏のキーと合わないという問題があっ
た。
【0006】また、自分のキーがわからない歌い手の場
合には、伴奏が出て1小節または数小節歌ってみないと
自分のキーを設定することができないという問題もあっ
た。この発明は、上記のような問題点を解決して、伴奏
のキーを歌い手のキーに自動的に合せることができるカ
ラオケ装置用自動キーコントローラ装置を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係るカラオケ
装置用自動キーコントローラ装置は、伴奏信号の各音符
の周波数を表わす周波数信号を得る伴奏周波数取出手
段、歌信号の各音符の周波数を表わす周波数信号を得る
歌周波数取出手段、伴奏周波数取出手段から得た伴奏信
号の周波数と歌周波数取出手段から得た歌信号の周波数
との差周波数を検出する差周波数検出手段、差周波数検
出手段から得た差周波数に対応するキーのずれに基づい
て、伴奏のキーを修正するキー修正手段、を備えたこと
を特徴としている。
【0008】請求項2に係るカラオケ装置用自動キーコ
ントローラ装置は、請求項1に係るカラオケ装置用自動
キーコントローラ装置において、所定回数後の差周波数
を有効な差周波数に決定する差周波数決定遅延手段、を
備えたことを特徴としている。
【0009】
【作用】請求項1のカラオケ装置用自動キーコントロー
ラ装置は、伴奏周波数取出手段が、伴奏信号の各音符の
周波数を表わす周波数信号を得る。歌周波数取出手段
は、歌信号の各音符の周波数を表わす周波数信号を得
る。差周波数検出手段は、伴奏周波数取出手段から得た
伴奏信号の周波数と歌周波数取出手段から得た歌信号の
周波数との差周波数を検出する。キー修正手段は、差周
波数検出手段から得た差周波数に対応するキーのずれに
基づいて、伴奏のキーを修正する。従って、伴奏の音符
の周波数と、この音符における実際の歌の周波数との差
を検出して、その差周波数に対応するキーのずれに基づ
いて、伴奏のキーを修正することができる。
【0010】請求項2のカラオケ装置用自動キーコント
ローラ装置は、さらに、差周波数決定遅延手段は、所定
回数後の差周波数を有効な差周波数に決定する。従っ
て、所定回数後の差周波数をキーのずれとすることがで
きる。
【0011】
【実施例】図1に、この発明の一実施例によるカラオケ
装置用自動キーコントローラ装置の基本構成図を示す。
伴奏周波数取出手段2が、伴奏信号の各音符の周波数を
表わす周波数信号を得る。歌周波数取出手段4は、歌信
号の各音符の周波数を表わす周波数信号を得る。差周波
数検出手段6は、伴奏周波数取出手段2から得た伴奏信
号の周波数と歌周波数取出手段4から得た歌信号の周波
数との差周波数を検出する。キー修正手段8は、差周波
数検出手段6から得た差周波数に対応するキーのずれに
基づいて、伴奏のキーを修正する。
【0012】まず、図2に、音程(キー)と周波数の基
本的な関係を示す。このように、五線符上の音階は、半
音ごとに約5.95%づつ周波数が変化したものに相当
する。また、キーの低い男性ヴォーカル(バス)のキー
は、E2〜E4、キーの高い女性ヴォーカル(ソプラノ)
のキーは、E3〜E5なので、ほとんどの歌は82.41
Hz〜659.3Hzの周波数範囲に入っていることに
なる。例えば、一般的に、男性の音声で「ミ」の音はE
3の164.8(165)Hzであり、女性の音声で
「ミ」の音はE4の329.6(330)Hzになる。
例えば、図3Aに示すような歌曲の一連の音符の連続
は、図3Bに示す一連の周波数信号の連続として表わす
ことができる。
【0013】また、通常、カラオケ曲の伴奏は、オーケ
ストラ編成であるため種々の楽器の音が複合しており、
伴奏信号として取り出すことが困難であるので、例え
ば、伴奏とともに録音されている歌手の歌を伴奏信号と
して使用することとする。従って、伴奏信号,歌信号と
もに、音声信号を用いることになる。
【0014】図1のカラオケ装置用自動キーコントロー
ラ装置の細部図を図4,5,6に示す。図4は、伴奏周
波数取出手段2および歌周波数取出手段4の細部図を示
し、図5は、差周波数検出手段6の細部図を示し、図6
は、キー修正手段8および差周波数決定遅延手段10の
細部図を示す。以下、図1,図4,5,6によりこの装
置の動作を説明する。
【0015】まず、伴奏信号および歌信号からそれぞれ
の周波数を取り出す必要がある。この状態を図4に示
す。カラオケ伴奏に合せて歌われる歌信号は、マイク2
2に入力される。入力された歌信号は、増幅器24で増
幅され、自動振幅制限器26に通される。歌信号は、周
波数と振幅が同時に変調している信号である。ここで、
必要なのは周波数成分のみなので、歌信号を自動振幅制
限器22に通して、できるだけ振幅変調分を除去する。
この状態を図7に示す。図7Aは、マイク22に入力し
た歌信号を示し、図7Bは、振幅変調分を除去した歌信
号を示す。
【0016】次に、歌信号の音符ごとの周波数を検出す
る。歌周波数取出手段である歌周波数取出回路4は、1
30〜210Hzの周波数範囲の帯域通過フィルタ(B
PF)34とBPF36,電圧比較器38,BPF40
により構成される4Aのブロック、260〜420Hz
の周波数範囲のBPF34とBPF36,電圧比較器3
8,BPF40により構成される4Bのブロック、52
0〜840Hzの周波数範囲のBPF34とBPF3
6,電圧比較器38,BPF40により構成される4C
のブロックの3ブロックからなる。
【0017】まず、歌信号の1音符に対応する周波数
は、130〜210Hz,260〜420Hz,520
〜840Hzのいずれかの帯域通過フィルタ(BPF)
34に取り込まれる。ある瞬間には、1つの周波数しか
発生していないからである。BPF34は、時々刻々発
生する歌信号からそれぞれのフィルタの中心周波数f0
に近い正弦波を得るためのものであるので、鋭い減衰特
性を有している。
【0018】例えば、歌信号が、4AのブロックのBP
F34に取り込まれたのであれば、次に、f0が上下半
音階づつ異なる133Hz(b4),139Hz(b
3),147Hz(b2),155Hz(b1),17
5Hz(#1),185Hz(#2),196Hz(#
3),207Hz(#4)のいずれかのBPF36ah
に取り込まれる。ただし、この段階では、歌信号に取り
出したい周波数成分以外の周波数成分も含まれているの
で、BPF36ahにそれぞれの周波数を取り込む場合
がある。これでは歌信号を特定できないので、必要な歌
信号のみを取り出して他の信号を除去しなければならな
い。
【0019】ここで、歌信号の信号電圧を各周波数ごと
に比較すると、必要とする歌信号は、その他の信号よ
り、電圧値が大きいと考えられる。図8に、必要な歌信
号の取り出しの状態を示す。まず、歌信号は、各周波数
ごとにBPF36ahを通して、電圧比較器38に入力
される。電圧比較器38には、十分高くしたしきい値T
を設けることにより、電圧値の大きい必要な歌信号のみ
を取り出して、その他の信号を除去することができる
(図8A)。また、図8Bに示すように、この電圧比較
器38のしきい値Tにより、必要とする信号について、
振幅を一定にした方形出力を得ることができる。そし
て、歌信号を、BPF40により、図8Cに示すような
BPF36のf0を正弦波に近い波形にしている。
【0020】一方、伴奏信号についても、チャネル28
から入力され、増幅器30,自動振幅制限器32に通さ
れ、伴奏周波数取出手段である伴奏周波数取出回路2に
通される。伴奏周波数取出回路2では、歌周波数取出回
路4と同様に、130〜210Hz,260〜420H
z,520〜840Hzの3ブロックの回路を設けても
よい。
【0021】しかし、経済的理由とともに、カラオケ曲
に頻繁に現れる所定の周波数のみを取り込んでも十分で
あるので、この実施例では、BPF50が、例えば、E
3の165Hz(男性のミ),E4の330Hz(女性の
ミ),E5の659.3(660)Hzのf0であるよう
な3つの回路2A,2B,2Cを使用する。そして、2A,
B,2Cごとに、それぞれ、電圧比較器52,BPF5
4が接続され、同様に、伴奏信号をできるだけBPF5
0のf0の正弦波に近い波形にしている。
【0022】次に、図5に示すように、検出された信号
を、差周波数信号検出回路6に通して、1音符ごとの伴
奏信号の周波数と歌信号の周波数との差周波数を瞬時に
検出する。差周波数検出回路6は、周波数変換器62,
BPF64,68,70,74,電圧比較器66,7
2,76からなるブロック6Aと同様なブロック6B,6
Cにより構成されている。ブロック6A,6B,6Cは、そ
れぞれ、歌周波数取出回路4のブロック4A,4B,4C
に接続されている。以下、この回路の動作の説明をす
る。
【0023】まず、ある瞬間に、伴奏周波数取出回路2
から得た伴奏信号と歌周波数取出回路4から得た歌信号
は、差周波数信号検出回路6のブロック6A,6B,6C
の周波数変換器62ahのいずれか1つに入力される。
これは、ある瞬間に発生する伴奏信号と歌信号は、それ
ぞれ1音符に対応する1周波数のみであるので、ブロッ
ク6A,6B,6Cの中の周波数変換器62ahのいずれ
か1つには、1つの伴奏信号と1つの歌信号のみが取り
込まれるからである。例えば、伴奏周波数取出回路2の
Aから165Hzのf0である伴奏信号が得られ、歌周
波数取出回路4のブロック4Aから133Hzのf0であ
る歌信号が得られた場合は、差周波数信号検出回路6の
ブロック6Aの周波数変換器62aに入力されることにな
る。
【0024】周波数変換器62は、図9に示すように、
伴奏信号F1と歌信号F2とを入力すると、F0を出力す
る。このF0には、F1,F2,△F1,△F2などが含ま
れている。ここでは、この中の△F2(図示101)、
すなわち差周波数F1−F2を取り出している。
【0025】次に、図10に、実際に差周波数が取り出
される状態を示す。カラオケ伴奏に合せて歌が始る状態
で、例えば、伴奏周波数取出回路2の2Aからf0が16
5Hzの伴奏信号を得たとする(図示1031)。この
時に、歌周波数取出回路4の4Aからf0が147Hzの
歌信号を得たとすると(図示1051)、差周波数は1
8Hzになる(図示1071)。また、f0が155Hz
の歌信号を検出したとすると(図示109)、差周波数
は10Hzということになる(図示111)。
【0026】次に、図11に、この検出された差周波数
とキー(b4〜#4)の関係を示す。すなわち、この差
周波数が伴奏のキーと歌のキーとのずれを示している。
上記の例では、差周波数が18Hzの場合は(図示11
3)、b2のキーであり、10Hzの場合は(図示11
5)、b1のキーである。
【0027】次に、図6に示すキー修正手段であるキー
修正回路8に、差周波数検出回路6から得た差周波数に
対応するキーのずれを制御信号として直接入力すること
により、伴奏のキーを修正することができる。従って、
伴奏のキーは、自動的に歌と同じキーに修正されること
になる。なお、この実施例では、後述するように、差周
波数決定遅延回路10を通して、キー修正回路8に入力
し伴奏のキーを修正している。
【0028】このように、この発明は、カラオケ曲の伴
奏で演奏される所定の音符の周波数と、この音符に対応
する歌い手の歌における実際の音符の周波数とを取り出
し、取り出した両周波数を比較し、その差周波数を伴奏
と歌のキーのずれとして検出するものである。そして、
検出されたキーのずれに基づいて伴奏のキーを修正す
る。従って、歌い手は自分のキーで歌い続ければ、伴奏
のキーが自動的に歌のキーに変更されることになるの
で、キーコントローラのキーを調整する必要をなくすこ
とができる。
【0029】しかし、周波数変換器62において、差周
波数F1−F2を取り出す時に、図12に示すような、伴
奏信号F1や歌信号F2のエンベロープ周波数が差周波数
1−F2として検出される場合がある。しかも、このエ
ンベロープ周波数が、必要な差周波数F1−F2に、たま
たま近似していることがある。これでは、本来の差周波
数でないものが差周波数とされ、誤動作の原因となるの
で、これを除去しなければならない。このエンベロープ
周波数は、次のように除去される。
【0030】例えば、伴奏信号のエンベロープ周波数が
18Hzであって、62Cの周波数変換器にこのエンベ
ロープ周波数が検出されたとする。この場合、伴奏信号
のエンベロープ周波数は18Hzであるので、この信号
は、BPF64Cに入力される。次に、62Cの周波数変
換器から出力される信号は、BPF64C,電圧比較器
66,BPF68に通され、伴奏信号のエンベロープ周
波数も、電圧比較器72,BPF74に通されてそれぞ
れ正弦波に近い波形を得る。そして、電圧比較器76に
より、両信号が比較されると、両信号は同じ信号である
ので0になる。すなわち、エンベロープ周波数が除去さ
れる。
【0031】一方、図13Aに示すように、必要な差周
波数が発生している時には、エンベロープ周波数が必要
な差周波数と同じ波形で発生することはあり得ない。従
って、図13Bに示すように、電圧比較器76において
両信号を比較すると、必ずしきい値を超える箇所が発生
し、この箇所でパルスが発生する。すなわち、必要な差
周波数信号が検出されることになる。このようにして、
エンベロープ周波数を除去して必要な差周波数信号を検
出することができる。
【0032】さらに、図6に示すように、このカラオケ
装置用自動キーコントローラ装置には、より正確なキー
の選択をするため、差周波数決定遅延手段である差周波
数決定遅延回路10も備えている。この回路10は、歌
が始って10秒程度、差周波数の決定を遅らせるための
回路である。すなわち、素人の歌い手は、通常、自分の
キーが不確かで、歌い出しは特に伴奏に引きずられたり
して、キーの「ふらつき」があり、この間のキーは、そ
の歌い手の意図したものと異なるキーになる可能性があ
るからである。このため、歌が始ってから所定時間経過
後の落ち着いた状態における歌のキーを採用するもので
ある。
【0033】差周波数決定遅延回路10は、遅延用フィ
ルタ90,増幅器92,積分器94および差周波数検出
回路6の3ブロック6A,6B,6Cにそれぞれ接続され
る論理回路OR84,NOR88、フリップフロップ7
8,フリップフロップ80,フリップフロップ82から
なる10A,10B,10Cにより構成される。以下、図
14の例とともに、この回路の動作を説明する。
【0034】まず、差周波数検出回路6からの出力をO
R84に入力する(図14A)。そして、その出力をフ
リップフロップ78に入力し(図14B)、その出力の
反転信号をさらにフリップフロップ80に入力する。こ
のフリップフロップ80は、伴奏信号を10秒程度、伴
奏信号を遅延用フィルタ90,増幅器92,積分器94
により遅延させた信号をリセット信号とするリセットフ
リップフロップとなる(図14C)。さらに、その出力
をリセット信号として、差周波数検出回路6のそれぞれ
の出力をクロック信号として動作するフリップフロップ
82を出力させる(図14D)。この出力をOR86を
有するキー修正回路8への最終的な制御信号としてい
る。
【0035】従って、図14Aに示すように、歌い手が
歌い出して、例えば3回目に発生する差周波数を最終の
制御信号として、図14Dに示すフリップフロップ82
を出力させれば、3回目に表われた差周波数10Hz
(b1)をキー修正回路8への制御信号として採用する
ことになる。このように、差周波数決定回路10は、歌
い出しの歌のキーの「ふらつき」を排除して、安定した
状態での差周波数を制御信号とする。これにより、伴奏
のキーの設定を正確にすることができる。
【0036】また、このプロセスによっても制御信号が
発生しない場合もあり得る。すなわち、伴奏信号と歌信
号のキーが同一の場合である。この場合、キーはナチュ
ラルなのでこの制御信号が必要となる。そのために、フ
リップフロップ82の出力すべてをNOR88に入力
し、その出力をキー修正回路8のナチュラルの制御信号
としている。これにより、差周波数検出回路6の出力信
号がすべて0の時には、ナチュラルのキーになる。
【0037】次に、キー修正回路8は、フリップフロッ
プ82またはNOR88からの制御信号により、差周波
数に対応するキーコントローラのキー(b4〜#4)
に、伴奏のキーを修正することになる。これにより、伴
奏のキーを歌い手の歌のキーに自動的に合せることがで
きるので、歌い手は、自分のキーでそのまま続けて歌う
ことができる。
【0038】このように、この発明に係るカラオケ装置
用自動キーコントローラ装置は、カラオケ伴奏に合せて
歌が歌われる時に、伴奏信号の音符の周波数を表わす周
波数信号を取り出すとともに、これに対応する歌信号の
実際の音符の周波数を表わす周波数信号を取り出す。そ
して、取り出した両周波数を比較し、その差周波数を伴
奏と歌のキーのずれとして検出し、キーのずれに対応し
て伴奏のキーを修正する。これにより、伴奏のキーを歌
い手の歌のキーに自動的に合せることができる。さら
に、歌い出しのキーの「ふらつき」によるキー設定の誤
動作を防止することもできる。これにより、伴奏のキー
の設定を正確にすることができる。
【0039】
【発明の効果】請求項1のカラオケ装置用自動キーコン
トローラ装置は、伴奏周波数取出手段が、伴奏信号の各
音符の周波数を表わす周波数信号を得る。歌周波数取出
手段は、歌信号の各音符の周波数を表わす周波数信号を
得る。差周波数検出手段は、伴奏周波数取出手段から得
た伴奏信号の周波数と歌周波数取出手段から得た歌信号
の周波数との差周波数を検出する。キー修正手段は、差
周波数検出手段から得た差周波数に対応するキーのずれ
に基づいて、伴奏のキーを修正する。従って、伴奏の音
符の周波数と、この音符における実際の歌の周波数との
差を検出して、その差周波数に対応するキーのずれに基
づいて、伴奏のキーを修正することができる。これによ
り、伴奏のキーを歌い手のキーに自動的に合せることが
できる。
【0040】請求項2のカラオケ装置用自動キーコント
ローラ装置は、さらに、差周波数決定遅延手段は、所定
回数後の差周波数を有効な差周波数に決定する。従っ
て、所定回数後の差周波数をキーのずれとすることがで
きる。これにより、伴奏のキーの設定を正確にすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例によるカラオケ装置用自動
キーコントローラ装置の基本構成図を示す。
【図2】音程と周波数の関係を示す図である。
【図3】歌曲の音符の周波数状態を示す図である。
【図4】この発明の一実施例によるカラオケ装置用自動
キーコントローラ装置の回路図を示す。
【図5】この発明の一実施例によるカラオケ装置用自動
キーコントローラ装置の回路図を示す。
【図6】この発明の一実施例によるカラオケ装置用自動
キーコントローラ装置の回路図を示す。
【図7】振幅変調分を除去の状態を示す図である。
【図8】必要な歌信号の取り出しの状態を示す図であ
る。
【図9】周波数変換器の動作を示す図である。
【図10】実際に差周波数が取り出される状態を示す図
である。
【図11】差周波数とキーの関係を示す図である。
【図12】エンベロープ周波数を示す図である。
【図13】電圧比較器の動作を示す図である。
【図14】差周波数決定遅延回路の動作を示す図であ
る。
【符号の説明】
2・・・伴奏周波数取出手段 4・・・歌周波数取出手段 6・・・差周波数検出手段 8・・・キー修正手段 10・・・差周波数決定遅延手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 2・・・伴奏周波数取出手段 4・・・歌周波数取出手段 6・・・差周波数検出手段 8・・・キー修正手段 10・・・差周波数決定遅延手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伴奏信号の各音符の周波数を表わす周波数
    信号を得る伴奏周波数取出手段、 歌信号の各音符の周波数を表わす周波数信号を得る歌周
    波数取出手段、 伴奏周波数取出手段から得た伴奏信号の周波数と歌周波
    数取出手段から得た歌信号の周波数との差周波数を検出
    する差周波数検出手段、 差周波数検出手段から得た差周波数に対応するキーのず
    れに基づいて、伴奏のキーを修正するキー修正手段、 を備えたことを特徴とするカラオケ装置用自動キーコン
    トローラ装置。
  2. 【請求項2】請求項1のカラオケ装置用自動キーコント
    ローラ装置において、 所定回数後の差周波数を有効な差周波数に決定する差周
    波数決定遅延手段、 を備えたことを特徴とするカラオケ装置用自動キーコン
    トローラ装置。
JP4025421A 1992-02-12 1992-02-12 カラオケ装置用自動キーコントローラ装置 Pending JPH0683374A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008500559A (ja) * 2005-10-19 2008-01-10 ▲調▼頻文化事▲いえ▼有限公司 音声周波数調整方法
WO2009088052A1 (ja) * 2008-01-10 2009-07-16 Yamaha Corporation オーディオ再生装置及びオーディオ再生システム

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