JPS6035796A - 基本周波数抽出装置 - 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） この発明は、基本周波数抽出装置に係り、特に倍音を含
む音声の基本周波数を抽出するための装置に関する。

（発明の技術的背景） 近年、録音テープによるバック演奏によって歌ういわゆ
るカラオケ装置が脚光を浴びている。

このため、歌唱者の巧劣を自動的に評価することのでき
る様な装置も提案さ九ている。

この種の装置では、録音テープの１つのトラックにパッ
ク演奏いわゆる伴奏を録音し、他のトラックに評価の基
本となるメロディ−を録音している。

従来の装置によれば、この評価の基本となるメロディ−
を歌唱者の歌と比較して電気的処理を行い所期のｉｆｆ
価をディスプレイするものであった（例えば、を特開昭
５８−８７６００号）。

しかし、この様な装置では、歌唱者の声に複雑な高調波
成分や低調波成分、特にこれらの成分の倍音が含まれる
ため、必ずしも適切な評価結果が得られない場合があシ
、信頼性に欠けていた。

つ′まり、人間の声や楽器の音（以下音声と称す）につ
いて楽器の種類や声の識別に必要なものは、その信号波
形のうち、高調波成分と低調波成分であり、基本周波数
成分からは、その音声の音階又は高低だけしか知る事が
出来ない。

逆に言えば、ある信号波形からそれ等の音階、高低を解
明するには、音声信号波形のうち、高調波′−一 成分、低調波成分が障害になり、これ等２つの成分を除
去する必要がある。

（発明の目的） この発明は、以上の様な従来技術の欠点を除去しようと
して成されたものであり、例えば、適切な評価を期待し
得る評価型のカラオケ装置を構成し得る基本周波数抽出
装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） この目的を達成するため、この発明によれば、マイクロ
フォン又はピックアップコイルを介して得られる入力音
声信号のうち基本周波数の上下に拡がる高周波成分及び
低調波成分を除去し、基本季り 周波数成分のみを連殺的に抽出するよう構成した。

すなわち、■音響信号を電気信号に変換する装置あるい
はすてに■電気信号として記憶（録音）しであるものを
再生する装置よりの信号波形を、印加することにより出
力として基本周波数成分の波形を取り出すように構成し
た装置である。

（発明の効果） 従って、かかる本発明の基本周波数抽出装置にあっては
、入力音声信号から基本周波数成分を抽出し得る効果を
奏し、この効果により、ある信号波形からその音声の音
階や高低を解明することができる。

また、前述の効果によって、以下に列挙するような効果
も併せて有する。

（１）基本周波数だけを抽出できるため、カラオケ装置
における適確な歌唱評価が可能となる。

（２）各種奔音運楽器（ただし、有音階楽器）及び音声
の音階表示装置、音階自動読取り装置、自動護符装置、
自動調律装置などの構成に適用することができる。

（発明の実施例） 以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の実施例に係るカラオケ装置の系統図
である。

同図によれば、マイク１１０、プリアンプ１１、アンプ
１２、スピーカ１３、入力ソース１４、分離再生器■５
、基本周波数抽出装置ｉｔ　１Ｇ、演算処理装置１７、
及び表示装置Ｎ１８が示されている。

マイクｌＯは例えば歌唱者が歌うなどして音声信号Ｍを
得るものである。

この音声信号Ｍはプリアンプ１１で所定のレベル寸で増
幅され、また適当な装飾（例えば高音又は低音の強調等
のトーンコントロールやエコーなど）を施されて電力増
幅器であるアンプ１２を介してスピーカ１３から拡声さ
れる。

入力ソース１４は、例えば録音テープであり、パック演
奏を録音したＡチャネルと、評１曲の基本となるメロデ
ィ−を録音したＢチャネルとを有する。

分Ｐｎｔ再生器１ｂは、入力ソース１４のＡチャネル信
号ＡとＢチャネル信号Ｂとを分離して別系統として取出
すものであシ、録音テープの２つのチャネルからそれぞ
れ別個の再生ヘッドで信号を取出し再生増幅するもので
ある。

従って、入力ソース１４のＡチャネルのバック演奏を基
に歌唱者はマイク１（１をもって例えば歌を歌うことが
できる。

一方、プリアンプ１１を介した入力楽音信号Ｖは基本周
波数抽出装置１Ｇに入力される。

この装置１６は、例えば第２図に示す様に構成すること
ができる。同図によれば、入力楽音信号■は複数のバン
ドパスフィルタ２υによって複数の帯域によって分離さ
ｔ′Ｌる。このフィルタｚＯの各出力ｔ、ｒレベル検出
回路２２に入力さｔする。レベル検出回路２２　ｉｌｌ
、各フィルタ２０の出力信号レベルが一定ｕｊ値以上で
あることを検出するものであシ、抽出すべき基本周波数
がどのフィルタ２０に属するかを検出する。すなわち、
基本周波数のレベルに比べて他の部分ｊ￥酸成分レベル
は低いため検出回路２１の閾値を基本音検出できる様な
レベルとしておけばよい。

この検出回路２１の出力信号によってサンプリング周波
数決定回路２２に入力される。この決定回路２２は出力
（Ｍ号を送出した（炙出回路２１がいずｉ％であるかに
応じてサンプリングの周波数を決定するものである。

すなわち、所定の基本周波舷を抽出することとなるが、
こｔしをフィ゛ルタだけで抽出するには膨大な数のフィ
ルタが必要となシ実除的でない。

このため、基本音がどのフィルタに属するかを検出して
、適当な周波数でサンプリングすることにより基本周波
数を近似せんとしている。このための回路がサンプリン
グ回路２３である。従って、サンプリング周波数はその
帯域内の所定の信号がサンプリングできるように定める
（例えば、ピーク値）。

こうした、基本周波数抽出装置１６の出力信号Ｃは分離
再生器１５からの出力信号Ｂと共に演算処理装置に入力
され、例えばある時刻における周波数の相違（音程ずｆ
Ｌに対応）や周波数の位相ずｉｔ　（テンポのずれに対
応）などを判別して、所定の得点又は減点基準に基づい
て表示装置１８に得点を表示する様にする。

次に、他の実施例として、基本周波数抽出装置を説明す
る。

第３図及び第４図に示す実施例は、信号波形のピーク値
を利用する方法によシ基本周波数成分を抽出する装置で
あって、ピーク検出器３１と比較器３２とを有する。

内、第３図及び第４図において、Ａは音声波形であり、
Ｂの破線がピーク検出器３１の出力である。

そして、この両波形を比較器３２に印加することによシ
、Ｃの出力波形を得ることができる。

第５図及び第６図に示す実施例は、位相を少しずらして
加減演算処理する方法によシ基本周波数成分を抽出する
装置であって、遅延回路５１、加算器５２及び時間制御
回路５３を廟する。

ｆ、ｌ、ｌ、第５図及び第６図において、Ａは入力波形
、Ｂは位相を少し遅らした波＞Ｗ、Ｃは合成波形でＡの
基本周波数とほぼ等しい波形になっている。ただし、こ
の回路では波形や周波数により遅延する時間を制６１１
１する必要がある。

第７図に示す実施例は、マイクロコンピュータ−に波形
を入力し、最小のパターンを判断させ、そのパターン毎
に出力させる方法により基本周波数成分を抽出しようと
するもので、第７図の音声波形を例に説明すると、Ａの
範囲が最小のパターンであシ、このパターンが入力され
る度に出力端子にパルスを出力する事により正確な基本
周波数と等しいパルスを作り出す事ができる。

この発明は、以上の実施例に限定されることなく各種の
変形例を含むものであシ、また、これらの組合せ等であ
ってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本周波数抽出装置を備えた適用例と
してのカラオケ装置を示す系統図、第２図は第１実施例
の基本周波数抽出装置のブロック図、第３図は第２実施
例装置のブロック図、第４図ｔま第２実施例装置におけ
る信号波形図、第５図は第３実施例装置のブロック図、
第６図は第３実施例装置における信号波形図、第７図は
第４実施例装置における信号波形図である。 １０・・・基本周波数抽出装置。 特許出願人　榎　１）　傳 第１図 第２図 垣 第３図 ６ 第４図 第７図 第５図 旦 ２ へ３ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マイクロフォン又はピックアップコイルを介して得られ
   る入力音声信号のうち基本周波数の上下に拡がる高調波
   成分及び低調波成分を除去し、基本周波数成分のみを連
   続的に抽出する様にして成る基本周波数抽出装置。