JPS60125897A - 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、
歌唱方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、−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、磁気ヘッド２０１と
増幅器２０２よりなる第１の磁気テープ再生手段２と、
磁気ヘッド３０１と増幅器３０２よりなるさｒ「つ／７
’ｌ♀−Ｍ”Ｆｆ／４−４二ｒシｂ６＋−Ｉｆ＋−Ｉｓ
ＷＪ４−１＋−一つの出力をマイク４０１と増幅器４０
２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が、すな
わち自分の歌唱力がどの程度向上しているのががユーザ
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−１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
多採点機ゴの付％ｊ、か漕恋尊晋は俯Ｑ　ｌｉｓ’＋　
ｒｙｒ千半と八も掬ｄ＋　−ｑあり、第２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Ｌで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。

この「音多採点機」の付属した演奏装置は採点の基準ど
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た。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
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がらず
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ッ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だめの引算の
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捷で除去できている
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
をある程度捷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、この構成によって、
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
信号のトラッ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シ、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の磁気テープ再生手段で、
２０１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
は磁気ヘッド、３０２は増幅器である。

５１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だめの引
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Ｇｉ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６３の出力信号とをもとに引
算手段６１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６１の
引算の係数の制御の変化に応じた制御手段６４の出力信
号ど第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６５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波１ツ
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／こめＶＣ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ック図で、
上記制御手段５判定手段、ユーザーの唄準音声信号の音
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ュータ１５
・了Ｏで実現したものである。

６０．６１．６２，６３，６４，７３，７６゜７７．８
Ｑは抵抗器、６５．６６．６７．６８はスイッチ、６９
は差動増幅器、了１，７２はコンパレータ、７４．７８
はトランジスタ、７５゜７９は発光ダイオード責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ｖａ
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／７−Ｉ＊伸＋Ｊｆ
−ｔＲＩｙ＃志＆ｘユ＋−ｒ−ｍ　、＞ｘ　＋−鳩　−
＋−−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ｖｂで一定、第６図（
Ｃ）ではＶ。で一定、第６図（Ｃ）における伴奏信号の
信号レベルはｖｄで一定であるとする。この例において
、ｔｌ［］　”　’Ｈ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、ｈ＋〜ｔｊ２が歌の１番、ｔＩ５〜ｔｌが歌
の２番、ｔ＋ｓ〜ｔ＋６が歌の３番、１１２〜ｔ１５と
１＋４〜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はエンディングと呼ばれ
る歌の終っ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ゞｔＮ　１ｔ１２ゝ
ｔ１５　＋　ｔ１４〜ｔ１５　＋　ｔ１６Ｎｔｏでは無
信号となっている。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ｔｌｏ”
　ｔＩ７のこの唄の全区間にわたっ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ｔＩ［ｌ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１＋＋〜ｔ１２
の間、ｔ、５〜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ｈ＋よシ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ｔ１
２〜ｔＩ３の間で再生を開始してｔ１４〜ｔ’ｓの間で
再生を停止、歌の３番のみを採点させたい場合はｔＩ４
〜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とする場合は必ず歌の
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
■）のように歌手の唄のみのボーカル信号の記録されて
いるトラッ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った場合
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だめの基準信号を作
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だめの基準信じ−が作れ
カいのでユーザーがその甘ま採点動作させても不正確な
得点力咄る可能性があることを警告するものである。

うなボーカル信号から伴奏信号分の信号レベルＶｄ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ｖａであ
る伴奏信号から第６図（Ｃ）の信号レベルがＶｄ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、チロ５〜６８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Ｒｓ、抵抗器６１がＲ８，抵抗器６２が３Ｒｓ　
、抵抗器６３が７Ｒｓ　、抵抗器６４が１５Ｒｓとすれ
ば、スイッチ６１のみがＯＮでスイッチ６６〜６ＢがＯ
ＦＦ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＋さ代Ｊ−ｈうで善重り増幅２品
６９の伯信岩入力へと入る。同様にスイッチ６６のみＯ
Ｎなら伴奏信号は４分の１．スイッチ６了のみＯＮなら
伴奏信号は８分の１．スイッチ・６８のみＯＮなら伴奏
信号は１６分の１となって差動増幅器６９の魚信−弓入
力へと入り、どれらのスイッチ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、スイッチ
６８のみＯＮでの１６分の１からすべてＯＮでの１６分
の１５壕で可変できる。

さらにスイッチと抵抗器を増やせばもっと細かく可変す
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ｖａが４ｖｒｍ
ｉｉ　であり、その時にはまだ歌の始まっていない部分
であってボーカル信号にはｖｄの大きさの伴奏信号分が
入っており、ＶｄはＱ　、７５　ｖｒｍｓであったとす
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、チロ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。この場合にはスイッチ６５　
、６６ハＯＦＦ。

スイッチ６７．６８はＯＮとすれば差動増幅器６９の負
信号入力にはｖｄと同じ犬さのｖｄ　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ｖｄ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ｖａとボーカル信号の伴
奏成分の大きさｖｄとの比率が分っ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図のフローチャー４に従って第２のマイクロ
コンピュータ７０がスイッチ８５〜６８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
分のなくなるスイッチ６５〜６８の組み合せを得ようと
するものである。以下に、第７図のフローチャートと第
８図のスイッチ組み合せ説明図とに従って説明を行なう
。まず、ステップ９０において、スイッチ６５〜６８の
組み合せの種別を表わす数ｎを０にセットする。このｎ
＝ｏの状態では第８図のようにスイッチ６６〜６８はす
べてＯＦＦとなり分圧比はＯｌすなわち、差動増幅器６
９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・ 次にステップ９１で伴奏があるレベル以上の大きさであ
るかどうかをコンノぐレータ７２によっである比較電位
子ｖ２　と伴奏信号の信号レベルとを比較した結果を第
２のマイクロコンピュータ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
れるとステップ９２に進み、差動増幅器６９の出力があ
るレベル以」二の大きさであるかをコンノ（レータ７１
によっである比較電位子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のマイクロコンピュー
タ了○に入力して判断を行なう。差動増幅器６９の出力
信号が＋ｖ１の大きさできするあるレベル以上でない場
合はボーカル信号となっており、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ップ９３に進み
、第２のマイクロコンピュータＴｏから抵抗器７３を介
してトランジスタ７４へＨレベルノ信号ヲ送出し、抵抗
器７６を介して＋ＶＣＣより発光ダイオード７６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。

逆にステップ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ップ９４でｎの値を１だけ
増やし、ステップ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ップ９
６でスイッチ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−〇であってスイッチ６５〜６８はすべ
てＯＦＦであったなら、今回はｎ−１となって、スイッ
チ６５〜６７はＯＦＦ、スイッチ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ップ９
１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をみて、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壕で
、ステップ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
下となったならばステップ９３により発光ダイオード７
５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１６−４での組み合せを全部
性なっ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ｔＮ〜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ップ９６からステップ９７に
進み、第２のマイクロコンピュータア○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＋ｖｃｃ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ップ９
８によってスイッチ６６〜６８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
唄のみであって、ｔｌ、〜ｔ１２１　ｔ１５〜ｔ１４　
ｒ　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、できる限シ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の波形
変換手段８は同一回路が使わ九る場合が多いため、第１
の波形変換手段７の回路を代μ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、７０３，７０６゜７
０９はコンデンサ、７０了は演算増幅器（以下ＯＰアン
プと略称する）、７１２はトランジスタ、γ１３は出力
端子である。

ＯＰアンプ７０７と抵抗器７０２！　、７０４　。

γ０５とコンデンサ７０３．７０６とは低域通過形のア
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１０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１０図（ｂ）に示されるような音
声電気信号は抵抗器７１０．γ１１とトランジスタ７１
２とで第１０図（Ｃ）に示されるようなノ々ルス波形に
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のマイクロコンピュータ１６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、第１のマイクロコ
ンピュータ１６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
ロコンピュータ１６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１
０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１０図（Ｃ）における
ｔｌからＩ２の時間幅、Ｉ３からＩ４の時間幅、Ｉ５か
らＩ６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１
０図（Ｃ）の・（ルス信号波形で、現在ｔ５から１４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ｔｌからＩ２の時間幅と比べてＩ５から
Ｉ４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・ぐ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Ｎ１３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’＋２を１だけ増
加させる。

上記のようにステップ１６，１７．１８は第１Ｄ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１１０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へト進ム。

ステ、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Ｎ２２を１だけ増加させる。

−トを己のようにステップ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２Ｅ５，
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ヂ（図
示せず）の情報を用いても］：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。才だそ
の曲の終ｒを示す終了信号をあらかじめ記録しておき、
その終了ｆｓ　Ｊｒ３’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Ｎｉｌ・Ｎ１２・Ｎ１
３・１（２１・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ップ２８からステ
ップ２９へと進み、得点の割算が行なわれる。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・ぐルス信号の時間幅の変化データＮ
Ｎ　＋　Ｎ１２１　”＋３１”２１１　Ｎ２３′（！−
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　＝　１ｏｏｘ　（（Ｎ２１十Ｎ
２２十Ｎ２３　）　（ｅｘ　ｌＮｔ＋　Ｎ２＋　ｌ十β
ｌ　ＮＩ２　Ｎ２２　ｌ＋γｌ　Ｎ＋３Ｎ２３１　）　
）／　（Ｎ２＋＋Ｎｚｚ＋Ｎ２ｓ　） 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、ＮＮ−Ｎ２ｊ　＋　Ｎ＋２
−Ｎ２２　＋　Ｎ１５−”２３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、上記ノｉ（算式で、Ｎ、、　−ｏ　、　Ｎ、、、
−ｏ　。

Ｊｘ＝Ｏ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ップ３０により、得点を得点表示
手段１４に表示させる。

以」二のように本実施例によれば、ボーカル信−％の記
録されているトラ、り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、丑だ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可いてもよい。

また、本実施例では音声信号をパルス信号に変換するだ
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」二けたが、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。

寸だ、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。

丑だ、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、ポルカル信号の処
理を行なわせてもよい。

捷だ、不実施タリでは、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１４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ｔ
ｌからｔ２の時間幅の次は１５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・ζ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
パルスだついて、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
みちるいは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信号を
前記引算手段の出力として得ようと割肌を行なう制御手
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・る程度まで除込できてい
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ックを再生したボー
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前−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、誤って
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、誤った採点評価の
結果である誤った得点をユーザーがうのみにして、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、りの説明図、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」のブロック図、第３図は従来例の
要部プロ、り図、第４図は本発明の一実施例の要部ブｏ
、り図、第５図は本実施例の具体的構成を示すプロ、り
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ュータの処理動作の一部を
示すフローチャート、第８図はスイッチの組み合せ説明
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
を説明するだめの動作説明図、第１１図は本実施例のマ
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。 １３・・・・・得点計算手段、６１・・・・・・引算手
段、６２・・・・・第１のレベル検出手段、６３・・・
・・・第２のレベル検出手段、５４・・・制御手段、５
５・−・・判定手段、６６・・・・・・判定結果表示手
段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　第 １ 第　２　（２） ３図 ！ 第９図 第１１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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だ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を
   備えたことを特徴とする採点装置。
2. （２）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だ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の音声信号と全比較
   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
   定する判定手段とを備えたことを特徴とする採点装置。
3. （３）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だ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１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。