JPS59222898A - 採点装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ｊ等の音声信＝弓記イ
呆再生装置と用いて、ユーザーの歌う音声を基準となる
磁気テープ等の再生背角信号と比較して自動的（ｌ（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５
己録された楽器などの演奏音楽信号弓を再生拡声し、こ
れに合せてユーザーが歌を唄うと上記演奏音楽信号号と
混合して拡声する、俗に言う「カラオケ装置ｉ′４：　
Ｊと呼ばれているものかあり、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ｊ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１−のために歌の先生の指樽を受ける人もいる
が、誰もが可能なことで（ｄ：なく、−人で歌の勉強が
できる一つの手段として、「−片角多重テープ」とよば
オする磁気テープ舌の音声多−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
とけ一例として、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のトラック１Ｑ１に歌手など
のボーカル信号が、第２のトランク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２図に示すような構成の音声多
重式の「カラオケ装置翻ニゲ用いられ、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、磁気へ
ノド２ＣＭと増幅器２０２よりなる第１の磁気テープ杓
生手段２と、磁気ヘッド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。

上記の装置を用いで、記録媒体に記録されているボーカ
ル信郵を聴き、自分で実際にボーカル信号に合ぜて唄う
練習をずればφ（出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、自分の唱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８度向上しているのかがユ
ーザー自身にｄ：分らないという欠点があり、又、間違
っ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１寸であったシして、個人での練習をする際には自ず
と限界が生じ、興味がなくなっ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、片角多正
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、その合致度全得点として
算出して、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、特に得７＋”：’評価難易度を切り替え可
能とすることによシユーザーの歌唱力のレベルに合わせ
た評価得点を算出できるものを・提供することを目的と
する。

発明のｔ１４成 本発明の採点装置は、入力される第１の音声信シｌ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
情報と全比較演算して、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全得点として算出する得点
計算手段と、前記得点割算手段での比較演算の計算方法
を切り替えるための採点レベル切換手段とから構成され
てお匂、この構成によって第１の音声１８号としてユー
ザーの唄う音声信号、第２の音声信号として歌の手本と
なる記録媒体に記録されているボーカル信号の再生背角
信号を用いることにより、ユーザーの唄う音声信号が記
録媒体のボーカル信号の再生音声信−弓とどの程度合致
しているかが得点として算出さ扛、特に採点レベル切替
手段により得点としての評価致易度すなわち高得点の出
易さが可変のため、ユーザ−の歌唱力のレベルに合わせ
た評価得点が算出されるためにユーザーは自分の歌唱力
が記録媒体のボーカル信シシと比較してどの程度のレベ
ルであるかか、単一イＩＩ点評価Ａｆ１易度しかもたな
い採点機よりもさらに糸１１１かいところ丑て言恋識で
きるものである。

実施例 第３図ｄ、本発明の一丈殉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、４０１ｄ：マイク、４０２７７３
、増幅器である。２は材用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４
Ｊｊ−生手段で、２０１は磁気ヘッド、２０２１、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全１−ｊなうものである。８
は第２の波形変換「段で、記録媒体のボール信号のパル
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ＩＷの変化を検出するものである。１１
は第１の割数記憶手段で、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Ｍ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は採点レベル切換手段で、前記得点計算手段１３の
得点計算方法を切り換えることにＪ：り得点評価難易度
を選択できるようにするためのものであるう 第４図は本実施例の具体的な構成を示すブロック図で、
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、得点の割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。

第６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や第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、７０３．７０６．７０９はコ
ンテンツ、７ｏ７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１子
である。

○Ｐアングア０７と抵抗器７０２．７０４　。

γ０５とコンテンツ７０３．７０６とは低域通過形のア
クティブフィルタラ（１４成しており、入力端子７０１
に入力される第６１．１　（ａ）に示されるような音ノ
ド電気信号の高域成分を取り去り、同時にＯＰアンフ７
０γの増幅作用により必要な信号増幅をイｊなうもので
あり、さらに抵抗器７０８とコンテンツ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７１２とて第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動作を説
明する。

まず、装置の電源は投入されてお９、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
よシミ気音戸信号となり、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、ステツブ１７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
ンビヱーク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６図（ｃ）におけるｔ□から
ｔ２の時間幅、ｔ３から１４の時間。

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１８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６
図（Ｃ）のパルス信号波形で、現在ｔ３から１４の時間
幅を検出した時点たとすれば、その一つ前の時間のデー
タであるｔｌからｔ２の時間幅と比べてｔ３からｔ４の
時間幅は増加したが否かを判定し、時間幅が増加してい
ればステップ２０Ｖζ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ｄニステップ１９へと進む。ステッ
プ１９てｔ：ｊ、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２２によシユーザーの音声信号の音階が高
くなった回数を示ずＮ１３をまたけ増加させ、時間幅が
減少していなけれはステップ２１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１７，１８．１９は第１の音階変
化検出手段９０機能を実現し、ステップ２０．２１．２
２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てパルス信号に
変換されてマイクロコンビヱータ１５に入力され、ステ
ップ２３にょシ入力パルスの時間幅をディジタル量に変
換後、ステップ２４によ９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は
ステップ２６によりボーカル信月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１勧１増加して
いなければステップ２５へと進む。ステップ２５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２８に
よりボーカル信号の音階が高くなった回数を示ず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２了へと進み、ボーカル信号の音階が変らない回数を
示ずＮ２２をまたけ増加させる。

上記のようにステップ２３．２４．２５は第２の音階変
化検出手段１００機能を実現し、ステソゲ２６，２７．
２８Ｉｉ第２の計数記憶手段１２０機能を実現している
。

次にステップ２９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ｄ：、採点開始の指定をする押しボタンスイッチ情
報を用いてぜよいし、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。

採点開始の時点になっていなければステップ２９より、
ステップ１了へ、又はステップ２３へと進み、パルス信
号の時間幅の変化データであるＮ１１゜Ｎ１２．’Ｎ□
３．Ｎ２１．Ｎ２２．Ｎ２３のデータ収集か行なわれる
。

そして、採点開始の時点になければステソゲ２９からス
テップ３０へと進み得点評価離易度は易しいレベルか否
かを採点レベル切換手段１４のＳＷのＯＮかＯＦＦかで
難易朋が決定され、次に得点の計算が行なわれる。ステ
ップ３１と３２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・Ｎ２２・Ｎ２
３をもとに行なわれ、最大１００点満点となるように割
算する。その得点の割算式の１例としては、α、β７γ
を定数として、得点Ｐを、 Ｐ＝＝１００×巨Ｎ２１十Ｎ２２十Ｎ２５）　　（ａｌ
Ｎｌｌ　’２１＋十βｌＮｌ２　　’２２＋＋γＩＮ１
３−Ｎ２３　＋　）　）／（１＼Ｔ２□＋Ｎ２２＋Ｎ２
５）というように定義し、計算をさせれはよい。

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
とか高い方への変化、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り場合であり、すなわ
ちユーザーの唄う音声イ＋；’”’３の音限の変化が磁
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、上記の言“計算式で。Ｎ１１＝０．Ｎ１２二〇。

Ｎ１３−０の場合に得点が０点となるように定数α。

β、γｄ、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３１．３２ではユーザー〇枠ｊ４コ信
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のボーカル信づ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。

父、採点レベル切換手段１４により得点評価難易度を切
り替えて、高得点示出易くしたりする（では−例として
は前述の得点計算式Ｃζおける３つの定数α、β、γを
変えることにより行なえる。特にユーザー歌唱に関して
素人であれば、高い杼程への音声のコントロールが下手
なために、高い方への音階の変化に関する項目の定数γ
を小さくしないと良い点は出難いこととなる。

以上のことより一例として得点評価鼾を易度が易しいレ
ベルを選んでいた場合、すなわちステップ３１では定数
γを０として計算し、逆に得点評価難易度が難しいレベ
ルを選んでいた場合、ずなわちステップ３２では定数γ
をＯ以外の正の数にして割算すればよい。以上のように
ステップ３０は採点レベル切換手段１４の機能を、ステ
ップ３１゜３２は得点計算手段１３の機能を実現してい
る。

この計算ののち、得られ皮得点をステップ３，３により
得点表示手段１６へ表示させることとなる。

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、その合致度を選ばれた得点評価ｆｆ１１
１易度に応じた得点として算出し、人生することができ
るので、ユーザーの歌唱力に対する一つのユーザーの歌
唱力のレベルに合わせに１客観重訂価手段を提供するこ
とができる。

なお、不実殉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’ｉ’ｒＪ’・
多重式の記録媒体である磁気テープのボーカル１１設；
全取り−１−げたか、これら（は楽器演替信号や栄なる
正弦波信−シじ−や人の話し声などどのような音〕：・
信シＪを用いてもよい。

又、本実絢例でＱ」、音声侶閃をパルス信号に変換する
ために低域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７’Ｌ　ｋ−
１’、　ｒｆ声信郊波形会アナログ−ディジタル変換イ
：・：て１ｉ’ｌ接デイジタル値のパルス信号に変換す
る回路丘用いても」：い。

父、本実６１９例では音階変化検出手段、計数記憶、１
段１９をマイクロコンピュータにより実現したがこノ１
ら久ｆｔ’ｌｌ来の汎用ロジック回路等で実現して用い
一〇も、ｌ：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ｆ言置の処理とボーカ
ル信号の処理とてそれぞれ個別に波形変換手段、音階変
化検出手段金膜けたが、これら分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、
ｔｌ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１１
からｔ２の時間幅の次はｔ　から１６の時間幅というよ
う（（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パＨ°
″となる１つの時間幅に比べて十分長い一定ｊＵＪ間の
ｒｊ」Ｊ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ｆｇＪ
幅や最大時間幅等を求めて、この平均時間１ｇ＋、−ｊ
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ぜてもよい。

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、その出力を言１数記憶する２
つの割数記憶手段とで２つの計数記憶手段により記１．
ヒされている。高い１）−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ｆＩＪ報を比ｉ１Ｒ演算すること
によシ、２つの音声（５号の合致度を得点として得るこ
とができ又、特にその得点の評価難易要を採点レベル切
換手段により選ぶことができる。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、自分はどの程度の得
点評価難易度で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々る。すなわち歌の練習をする
人々にとって練習の目標というものが明確となり、例え
ば、「この曲を唄って得点評価難易度が難しいレベルで
８０点以上出る壕で練習するんた」というように練習意
欲も向上し、唄ってみて良い点が出なければ、なぜ良い
点が出ないのかを渚え、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
効果は犬なるものがある。

【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
の音声多重トランクの説明１図、第２図はツク図、第３
図は本発明の一実施例の要部ブロック図、第４図は本実
施例の具体的構成を示すブロック図、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図は本実施例のマイクロコンビーータの処理
動作の要部を示すフローチャートであるロア・・・・・
・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・・・・・・得点割算手段、１４・・・・・採
点レベル切換手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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１有が高い音
   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
   か全検出する第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
   、第２の音声信号の音階か高い音階に移行し斥か低い音
   階に移行したかあるいは変らない妙・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１偕に移行したことを検出した回数、変らない
   表検出した回数をそれぞれ言−１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する得点計算手段と、前
   記得点ｉｌ算手段での比較演算の計算方法を切り替える
   ための採点レベル切換手段とを有し、得点評価面り易度
   を切り替えるように構成したことを特徴とする採点装置
   。