JPS62134695A - 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等の音声信号再生装
置を用いて、ユーザーの唄う音声を基準となる磁気テー
プあるいはディスク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 近年、音響機器の一分野として、磁気テープ或はディス
ク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前記
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、広く一般家庭用、或は業
務用としてヤＳ及している。

前記「カラオケ装置」を用いて歌を唄うことによ虱ユー
ザーは喜びゃ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、「完全音声多量テープ」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芹
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９図に示すように磁気テープ
１における第１の］・ラック１０１シで歌手などのボー
カル信号のみが、第２のトラ。

り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１０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に記録された音声信号および演奏音
楽信号を、磁気へノド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＠器６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。

前記の装置を用いて、記録媒体に記録されている音声信
号を聴き、自分で実際に音声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、自分の唱が手本となっている。音声信号
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のかがユーザー自身には
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ままであったり
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
いう欠点があり、そのためにユーザーの歌唱力を客観的
に評価するために完全音声多重テープを用いた採点装置
なるものが開発されている。

以下、図面を参照しながら従来の採点装置について説明
を行う。

第１１図は従来の採点装置の構成を示す要部ブロック図
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
いる音声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。７は
第２の波形変換手段で、ユーザーが唄った音声信号をパ
ルス信号に変換するものである。８は第１の波形変換手
段で、磁気テープ上の音声信号をパルス信号に変換する
ものである。っそして、それぞれのパルス信号をマイク
ロコンピュータ１５に入力し、マイクロコンピュータ１
５では、それぞれのパルス信号を周波数（音程）に変換
し、比較計数し、得点を計算して得点表示手段１６に出
力表示していた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、完全音声多重テ
ープ（＠ステープの音声信号の記録されているトラック
には、純粋に音声信号のみ記録されているもの）を用い
て唄う場合には、正確に採点するけれども、音声信号に
他の音楽信号（伴奏等）が重畳されて記録されている音
声多重音源や音声信号がセンタ一定位で、音楽が左右に
重畳して記録されているステレオ音源等を用いて唄った
場合には、完全音声多重音源の場合と異なり、音声信号
が伴奏信号（特にベース信号）により変調を受け、周波
数（音程）が正確に検出されなくなってしまい、まとも
て唄っても最終得点は低くなるという問題点を有してい
た。

また、一般市場には、完全音声多重音源（完全音声多重
テープ等）の他に、伴奏が重畳された音声多重音源（テ
ープ、ＶＨＤ、ＬＤ等）や、ステレオ音源（テープ、Ｃ
Ｄ　、ＶＨＤ　、ＬＤ等）も多く存在しており、これら
の完全音声多重音源以外の音源を用いても正確な採点を
したいという要請が高まってきた。

本発明は上記問題点に鑑み、完全音声多重式の音源を用
いて唄っても、伴奏が重畳された音声多重音源やステレ
オ音源を用いて唄っても、ユーザ−の歌唱力を正確に評
価する採点装置を提供するものである。

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（で本発明の採点装置は、第
１の信号と第２の信号の加算信号出力手段と、前記第１
．第２の信号の減算信号出力手段と、前記加算信号出力
手段の出力信号か、前記減算信号の出力信号か、それと
も前記第２の信号そのものかの内、いずれか１つを選択
する信号切換手段と、前記信号切換手段の出力信号を第
１の音声信号とし、さらに別の系統から入力される信号
を第２の音声信号として前記第１．第２の音声信号の合
致度を採点する採点手段という構成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、ステレオ音源の場合、
加算信号出力手段の出力信号を選択し、その出力はセン
タ一定位の音声信号が２倍に増強され、一方、伴奏信号
は１倍となるため、音声信号の周波数（音程）の抽出精
度が向上し、音声多重き減の場合には減算信号出力手段
の出力信号を選択し、その出力はそれぞれの入力信号の
レベル、位相関係がほぼ等しければ音声信号のみとなり
、周波数（序程）の抽出精度が向上する。これらの信号
と、完全音声多重音源の場合には音声信号を第１の音声
信号とし、第２の音声信号としてユーザーの唄う音声信
号を用いれば、精度の高い採点評価ができると共に多く
の音源に対応できることとなる。

実施例 以下、本発明の実施例の採点装置について図面を参照し
ながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における採点装置４の具体的
な構成を示すブロック図である。第１図において、４は
マイク入力手段、４０１はマイク、４０２は増幅器、２
は第１の磁気テープ再生手段、２０１は磁気ヘッド、２
０２は増幅器、３は第２の磁気テープ再生手段、３０１
は磁気ヘッド、３０２は増幅器、９は加算信号出力手段
、１０は減算信号出力手段、１１は信号切換手段、７は
第２の波形変換手段、８は第１の波形変換手段、１５は
マイクロコンピュータ、１６は得点表示手段である。

第２図は前記第２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２の波形変換手段７と第１の波形変
換手段は同一回路が使われる場合が多いため、第２の波
形変換手段７の回路を代表的シこ第３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　７７プ７０７と抵抗器７０２．７０４　。

７０５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３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○Ｐアンプ７０γ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３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
で第３図（（−）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２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１の波形変
換手段８により信号切換手段１１の出力である音声信号
もパルス波形に変換されることとなる。

第４図は前記加算信号出力手段９の実際の回路例を示し
たものである。以下、動作説明図と共に説明する。

９０１は第２の磁気テープ再生手段３からの信号入力端
子、９０２は第１の磁気テープ再生手段２からの信号入
力端子、９０３，９０４，９０５は抵抗器、９０６はＳ
算増幅器（以下ＯＰアンプと略称する）、９０７は出力
端子である。

抵抗９０３，９０４，９０５　の接続点は仮想接地され
ているので、入力端子９０１．９０２から入力された信
号はミキシング（加算）されて増幅され、出力端子９０
７より出力される。っここで、入力端子９０１に第６図
（ａ）に示されるような信号を、入力端子９０２に第６
図（ｂ）に示されるような信号を入力すると、第５図（
Ｃ）のようになり位相関係の合っている１、、１２．１
３のタイミングの波形は加算されレベルは高くなり、そ
れ以外のタイミングの波形のレベルは余り高くならない
。即ち、ステレオ記録された音源のセンタ一定位の音声
信号は左チャンネル、右チャンネルで位相が合っている
ので第５図（Ｃ）に示すように信号レベルは約２倍にな
る。そして、伴奏信号は位相が合っていないため約ｉ倍
となり、相対的に約３ｄＢ音声信号のレベルが増強され
ることになる。

第６図は前記減算信号出力手段１ｏの実際の回路例を示
したものである。以下、動作説明図と共に説明する。

１Ｑ○１は第１の磁気テープ再生手段２からの信号入力
端子、１００２は第２の磁気テープ再生手段３からの信
号入力端子、１００３．１００４，１００６゜１００６
は抵抗器、１００７はＯＰ　７　ンプ、１００８は出力
端子である。

入力端子１００１，１０ｏ２から入力された信号は○Ｐ
アンプ１００７の正転入力２反転入力にそれぞれ入力さ
れるため、出力端子１ｏ○８にはそれぞれの入力の差成
分が出力されることになる。

ここで、入力端子１０ｏ１に第７図体）に示されるよう
な信号を、入力端子１００２に第７図（ｂ）に示される
ような信号を入力すると、第７図（Ｃ）に示すように（
ａ）と（ｂ）の信号の差成分が出力されることになる。

即ち、片チャンネルには伴奏信号、もう一方のチャンネ
ルには音声信号に伴奏信号が重畳されて記録されている
音声多重音源を用いた場合、第７図（ａ）が伴奏信号十
音声信号、第７図（ｂ）が伴奏信号となり、出力には第
７図（Ｃ）のように音声信号のみが出力されることにな
る。

次に、加算信号出力手段９と減算信号出力手段１ｏの出
力信号と、第１の磁気テープ再生手段２の出力信号は信
号切換手段１１で選択され、音源に対応した信号が第１
の波形変換手段に供給される。そして、第１と第２の波
形変換手段８と７の出力ノハルス信号がマイクロコンピ
ュータ１５に供給され、採点されることになる。

以下、第８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基づいて動作を説明する。

まず、音源に記録されている音声信号は、ステレオ音源
か、音声多重音源か、完全音声多重音源かに応じて加算
信号出力手段９の出力か減算信号出力手段１０の出力か
、第１の磁気テープ再生手段２の出力かのいずれを用い
るかを信号切換手段１１で選択され、第１の波形変換手
段２でパルス信号に変換されてマイクロコンピュータ１
５に入力される。

まず、ステップ１７で音源に記録されている音声信号（
以下、音源音声信号と言う）のパルスが有か無かを判定
する。これは採点の居準となる音源音声信号の有のとき
のみ比校して、音程比紋の精度を高めるための判断処理
である。ここで、音源音声信号のパルスが無い時にはス
テップ２５へと分岐し、ステップ１７でＹＥＳと判断さ
れた時にはステ、プ１８へ進む。

ここでは、ユーザーの唄う音声信号がマイク入力手段４
により電気音声信号となり、増幅され、第２の波形変換
手段７によりパルス信号に変換されて入力され、ステッ
プ１９で入力パルスを音程（周波数）に変換する。

次に音声多重式の記録媒体である磁気テープ１に記録さ
れている音源音声信号は、第１の磁気テープ再生手段２
により再生され、第１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１６にステップ２０で
入力され、ステ、プ２１で入力パルスを音程（周波数）
に変換する。

次にステップ２２で、ユーザーの音声信号の音程と磁気
テープ上の音源音声信号の音程が合っているか否かを判
断し、合っている場合にはステ。

プ２３へと進み、音程の合っている回数Ｎ。ｋをカウン
トアツプする。ステップ２２でＮｏと判断された場合に
は、ステップ２３をバスしてステップ２４へ進む。ステ
ップ２４では、ユーザーの音声信号の音程と磁気テープ
上の音源音声信号の音程を比伏した回数ＮＴ■カウンタ
をカウントアツプする。即ち、このステップ２４の処理
を通る毎にカウントアツプさせることになる。

次に、ステップ２６では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。

採点開始の時点になっていなければステップ２５からス
テップ１７へと進み、ユーザーの音声信号のパルスの取
り込みと、磁気テープ上の音源音声信号のパルスの取り
込み及び処理が行なわれる。

そして、採点開始の時点になればステ、プ２Ｓからステ
ップ２６へと進む。ステップ２６では、ユーザーの音声
信号の音程と、磁気テープ上の音源音声信号の音程が合
致した回数Ｎ。ｋと、音程の総比較回数ＮＴをもとに第
１の得点Ｐを計算する２、その計算式の１例としては、
第１の得点ＰをＰ　＝（Ｎｏｋ／Ｎ７　）ｘｌｏｏ　　
　　・・・・・（１）というように定義し、計算をさせ
れば良い。

上記の計算式（１）による得点は、Ｎｏ　ｋ　””　Ｎ
Ｔ　となった時に満点である１００点となる。またＮ。

ｋ−〇の場合には得点ＰｉｄＱ点となる。０点と１００
点の間では、音程の合致回数Ｎ。ｋの値に比例して得点
Ｐが決定される。

そして、ステップ２７では得られた得点Ｐを表示させる
ことになる。

以上のように本実施例によれば、ユーザーの用いる音源
が完全音声多重音源でなくても、通常の音声多重音源（
音声に伴奏信号が重畳されているもの）でも、また音声
入りのステレオ音源でも、正確に音源の音声信号を抽出
できるため、之らゆる音源を用いて精度の高い採点手段
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音源音声信号を取り上げだが、
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。

又、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っ 又、本実施例では音程検出、比較計数等をマイクロコン
ピュータにより実現しだ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。

又、本実施例ではユーザーの音声信号の処理と音源音声
信号の処理とでそれぞれ個別に波形変換手段を設けたが
、これらを１系統のみとし、時分割でユーザーの音声信
号の処理と音源音声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
号の周波数を求めて比較するようにしているが、パルス
信号の１周期、或はルウ周期を求めて比較しても良い。

又、第３図（Ｃ）においてｔｌ　からｔ３の周波数の次
はｔ５からｔ７の周波数というように１つづつ、飛び飛
びに周波数を検出しても良いし、波形変換手段の出力で
あるパルス信号の１周期に比べて十分長い間の全パルス
について、又は１部分のパルスについて周波数をＶｌ’
ｌｌべ、その期間内の平均周波数を求めて比較するよう
にしても良い。

又、本実施例ではユーザーの音声信号の周波数と磁気テ
ープ上の音源音声信号の周波数の合致を等号を用いて比
較しているけれども、テープスピード偏差や、音程（周
波数）のズレの許容値囲を考這して、例えば±５％の・
範囲（で入っていれば合致していると判断しても良いし
、段階的に評価（例えば、±５係以内であれば完全に合
ってち・す、±７係以内であれば捧合っていると判断す
る）しても良いことは言うまでもない、。

又、本実施例で；・土各陣音源に対応して、加算信号出
力手段の信号を用いるか、減算信号出力手段の信号を用
いるか、第１の磁気テープ再生手段の出力を用いるかを
信号切換手段でユーザーが選択するようにしているが、
完全音声多重音源であるか、通常の音声多重音源である
か、またステレオ跨源であるかを、信号の有無１位相の
合致度等で自動的に判定し、自動切換するとしても良い
ことは言う」でもない。

発明の効果 以上のように本発明は、第１の信号と第２の信号り加算
信号出力手段と、前記第１．第２の信号の、減ｊ：′１
信号出力手段と、前記加算信号出力手段の出力１３号か
、前記減算信号出力手段の出力信号か、そｔｔとも前記
第２の信号そのものかの内、いづれか１つを選択する信
号切換手段と、前記信号切換手段の出力信号を第１の音
声信号とし、さらに別の系統から入力される信号を第２
の音声信号として前記第１．ｉ２の音声信号の合致度を
採点する採点手段を設けることにより、２つの音声信号
の合致度を得点として得ることができると共に、ユーザ
ーの用いる音源が完全音声多重音源であっても、通常の
音声多重の音源であっても、また、音声入りのステレオ
音源であっても、正確に音声信号を検出して比較評価す
るため、ユーザーの歌唱力を精度高く評価する採点手段
を提供することができる。このことは、ユーザーが採点
機能付のカラオケ装置を購入した時に新たに完全音声多
重のテープ等を購入せずに手元にあるステレオ記録のテ
ープ・ＣＤ等を用いて歌の練習をすることができ、丑だ
、ビデオディスク等の新しい音源を用いて採点評価する
こともできるようになるなど、得られる効果は非常に犬
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の具体的構成を示すプロ、り
図、第２図は本実施例の第２の波形変換手段の具体的構
成を示す回路図、第３図は第２の波形変換手段の動作を
説明するための動作説明図、第４図は加算信号出力手段
の具体的構成を示す回路図、第５図は加算信号出力手段
の動作を説明するだめの動作説明図、第６図は減算信号
出力手段の具体的構成を示す回路図、第７図は減算信号
出力手段の動作を説明するための動作説明図、第８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、第９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１
ｏ図は音声多重式記録媒体の１つである磁気テープを用
いた俗に言う音声多重式の「カラオケ装置」のブロック
図、第１１図は従来の装置の構成の要部を示すブロック
図である。っ ７・・・−・・第２の波形変換手段、８・・・・第１の
波形変換手段、９・・・・・加算信号出力手段、１０・
・・・・・減算信号出力手段、１１・・・・・信号切換
手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 第　４　図 ヂθ５ 第５図 Ｃｒ　　　ｌｘ　　　’Ｃｊ 第６図 １ヤ４ 第７図 第　８　図 第９図 第１Ｏ図 第１１区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の信号と第２の信号の加算信号を作る加算信号出力
   手段と、前記第１、第２の信号の減算信号を作る減算信
   号出力手段と、前記加算信号出力手段の出力信号か、前
   記減算信号出力手段の出力信号か、それとも前記第２の
   信号そのものかの内、いずれか１つを選択する信号切換
   手段と、前記信号切換手段の出力信号を第１の音声信号
   とし、さらに別の系統から入力される信号を第２の音声
   信号として前記第１、第２の音声信号の合致度を採点す
   る採点手段を備え、かつ、前記第１の音声信号が前記第
   １、第２の信号の中央に定位して聴くことのできるいわ
   ゆるステレオ音源の場合には前記加算信号出力手段の出
   力信号を、前記第１の信号が伴奏信号で前記第２の信号
   が伴奏信号と音楽信号が重畳しているいわゆる音声多重
   音源の場合には前記減算信号出力手段の出力信号を、前
   記第１の信号が伴奏信号で前記第２の信号が音声信号で
   あるいわゆる完全音声多重音源の場合には前記第２の信
   号をそれぞれ前記切換手段で選択して用いるように構成
   したことを特徴とする採点装置。