九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明為有關於-種歌唱系統及其方法，特別是指一 =能夠分析歌唱語音、視訊影像及歌曲曲調來載入合適的 音效語音之具情境音效的歌唱系統及其方法。 【先前技術】 近年來’隨著半導體工業的蓬勃發展，以及國人休閒 娛樂的意識逐步提升，許多難需外出才能夠進行的娱樂 項目’如：卡啦0K，已經能夠在家中靠伴唱機來達成。、 然而，隨著時間的演進，使用者已經不能滿足僅單純提供 歌曲=音的伴唱機’因此，如何為伴唱機增加功能已經成 為各家廠商亟欲解決的問題。 一般而言’卡拉0K之所以具有娛樂性，除了能夠藉 由曰歌宣構料，能夠和其他聽眾進行絲亦非常重 要’然而’獨卜人絲唱歌時，並不會有其他聽眾給予 合適的反饋，如：喝采、鼓掌.....·等，因此，將產生娛樂 性不足的問題。有鑑於此，便有廠商提出透過網路的方式 來實現網路歌唱讀與其簡時在網路中的聽眾進行i 動’然而，並非每個地方都能夠輕易上網，也並非在任 時候都有解願意聽自己唱歌，因此，上述鱗歌唱的方 式仍然不足以解決娛樂性不足的問題。 综上所述，可知先祕射長_來_直存在歌唱娱 樂性不足之問題，因此實有必要提出改進的技術手段來 解決此一問題β 【發明内容】 境音她爾-種具情 -斜ί發明所，露之具情境音效的歌唱系統，包含：歌曲 二心、歌唱彳磁、語音分析模組、影像辨識模組、曲調 二理模組及音效模組。其中，歌曲f _以 音效語音，針各音效語音分騎應一個 ，歌以接收選擇條件，並根據選擇條件 =歌曲語音之―；語音分減朗以接錄唱語音，並 =語音料分析歌唱語音後產輯緒參數；影像辨識模 触航影像’並根據臉部演算辨識視訊影像後產 生表情參數；曲調分龍_啸據麟演算分析播放中 的歌曲語音，並根據分析結果產生曲調參數·處理模組用 以根據載人條件載人情緒參數、表情參數及曲調參數至少 其中=-以計算門檻值；音效模組用以將門檻值與門植區 門進行比對’並根據比對結果載人對應門檀區間之音效語 音進行播放。 ° 至於本發明之具情境音效陳唱方法，其步驟包括： 提供歌曲时及音效語音’其巾各音效語音分麟應一個 門檀區間；接收選擇條件’並根據選擇條件播放歌曲語音 之一；接㈣唱語音，並根據語音分析歌唱語音後產 生情緒參數；揭取視訊影像’並根據臉部演算辨識該視訊 1377559 影像後產生表情參數；根據頻譜演算分析播放中的歌曲語 音，並根據分析結果產生曲調參數；根據载入條件载入情 緒參數、表情參數及曲調參數至少其中之一以計算門檀 值；將門檻值與門檻區間進行比對，並根據比對結果载入 對應門檻區間之音效語音進行播放。 本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術之間的 差異在於本發明透過分析歌唱語音、視訊影像及歌曲曲調 來計算門檻值，並且將此門檻值與音效語音所對應的門檻 區間進行比對’以便根據比對結果載入並播放合適的音效 語音。 透過上述的技術手段，本發明可以達到提高歌唱娛樂 性之技術功效。 【實施方式】 以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施 方式，藉輯本發明如何顧技術手段來解決技術問題並 達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。 在說明本發明所揭露的具情境音效的歌唱系統及其 方法之前，先縣發日_朗環境進行制。本發明可應 用於連接魏音裝置、攝職置及揚縣置的電子設備 中，其中，魏子賴齡有歌曲語音及音效語音並且 ”有數位峨處理單①仰獅Si_ _，D仰來處理 >曰裝置及攝4置所取得的聲音及視訊影像，在實際實 施上’此触訊贼理單元可透過賴及硬.少其中之 TS] 7 /只現，在本發明中，數位訊號處理單元是由語音分析 核組、影_聰組、曲調分析模組及處理模組所組成， 其處理流雜麵後配合@式作詳細說明。 接下來在5兒日月本發明的實施例之前先配合圖式對 本發明具情境音效的歌唱系統及其方法作進一步的說 =，請參閱「第！圖」’「第！圖」為本發明具情境音效的 歌唱系統之方塊圖，包含：歌曲資料庫UU、歌唱模組 1〇2、語音分析模組103、影像辨識模組104、曲調分析模 =〇5、處理模組1〇6及音效模组1〇7，且更具有收音裝 及攝影裝置⑴等硬體設備，所述收音裝置ιι〇為 ^歌唱過程中用以即時接收聲音(例如：使用者的歌唱語 ^硬體’如··麥克風，而攝影裝置⑴則為在歌 曰過权中用以即時掏取視訊影像的硬體設備，如：攝影機。 承士所述，其中歌曲資料庫1〇1用以儲存歌曲語音及 吾曰，其中各音效語音分別對應一個門檀區間，所述 歌^吾音及音效語音皆為檔案形式（例如：副檔名為 二二ντ等f放的多媒體槽案’其歌曲語音用以提 : 進仃伴％，而音效語音㈣聽眾的反饋聲音， 2喝采聲音、鼓掌聲音等音效。特別要說明的是， ㈡語音T應-個門檀區間，舉例來說，假設音效 °。曰為a.mp3，且其所對應的門禮區間為“M00”， $際實施上，可透過-個儲存於歌曲資料庫ι〇ι的對庳 表來_音效語音及其門檻區間的對應關係，亦或是直接 ，以門㈣為纽語音的難名稱，如：“丨〜臟吻 用以貝現音效語音及其門健間的對應_。上述對應 方式僅為酬之用，本發明絲以上述方式限定音效語音 及其門檻區間的對應方式。 。歌0曰担組102用以接收選擇條件，並根據選擇條件播 放歌曲語音之—，職選鑛件可透過紐魏鍵或點選 的方式進行輸入’舉例來說’假設歌曲資料庫1〇1中的歌 曲扣曰均各自對應—個數值作為曲號，當透過鍵盤輸入歌 曲語音的編號(即曲號)後，歌唱模組1〇2將根據所輸入的 曲破作為賴條件，用以自歌曲資料庫m載人並播放所 選擇的歌曲語音，以便提供使用者進行伴唱。 —語音分析模組103用以接收歌唱語音，並根據語音演 算刀析歌f 5#音後產生情緒參數，*且該語音分析模組 103更可包含於接收歌唱語音後，根據過渡參數過遽歌唱 語音的背景聲音，所述歌唱語音是透過收音裝置11〇(例 如.麥克風)進行接收，而語音演算則是對所接收的歌唱 語音進行錄的演算_’並且在讀魏生相應的情緒 參數，舉例來說，假設歌唱語音為高昂短促的聲音，語音 分析模組103將根據語音演算來分析此歌唱語音，並且】 生相應於此歌唱s吾音的情緒參數，如：數值“8〇” .若歌 唱語音為悲怨悠長的聲音，同樣根據語音演算來分析此歌 唱語音以產生相應的情緒參數，如：數值“2〇”，以此例 而吕，高昂短促的聲音經分析後所得到的情緒參數之數 值，將大於悲怨悠長的聲音，如此一來，便可藉由情绪灸 數的數值大小來得知歌唱語音鱗音_(即高昂短促或 悲怨悠長），用以推斷使用者歌唱的情緒(例如：高昂短促 代表情緒為「高興」；悲怨悠長代表情緒為「悲怨」換 而言之，語音分析模组Η)3根據語音演算將歌唱語音量化 為情緒參數的參數值於語音演算為f知技術 不多作贅述。 匕 影像辨識模組104用以擷取視訊影像，並根據臉部演 算辨識視tfl縣後產生表情參數，所述視訊為透過攝 影裝置111進行接收，而臉部演算則包含人臉偵測、特徵 擷取及表❹?識三侧段，且可職出的表情至少包含高 興、傷心、生氣、驚評、厭惡及害怕等六種基本表情，由 赠部演算為習知技術’故在此便衫㈣述，在實際實 %上’可將六縣本表情定義為不同的數值赠為表情參 數的參數值，舉例來說，假設將高興、傷心、、生氣、驚言牙、 ^惡及害怕等六種基本表情分別定義為數值“1”、數值 、數值“3”、數值“4”、數值“5”及數值“6”， 田衫像辨識模組1〇4根據臉部演算將視訊影像辨識為「高 /、」後，其產生的表情參數之參數值為數值“丨，’並以 此類推。 。曲調分析模組105用以根據頻譜演算分析播放中的 歌曲5吾音’並根據分析結果產生曲調參數，其頻譜演算至 上包含音量、音高及音色其中之一的計算，也就是說根據 頻譜演算來分_放中的歌曲語音之音量音高及音色至 少其中之-’用崎識其歌曲語音的祕來產生曲調參 數舉例來5兑，假設歌曲語音的聲音強度(即音量)為低、 聲曰頻率(即音南)為低’以及音色為柔和其曲調分析模 組105根據頻譜演算對此歌曲語音進行分析後，將產生相 應於此歌曲語音的曲調參數，如：數值“ 10” ；若歌曲語 s的聲a強度為⑤、聲音鮮為高，以及音色為尖銳則 ，同樣產生相應於此歌曲語音的曲調參數，如：數值“如 以此例而^，輕柔的歌曲語音其所對應的曲調參數之 參數值’將小於慷慨激昂的歌曲語音所對應的曲調參數之 f數值。上述舉霞為方便解說之用，本發賴未以此限 疋曲調參數的計算方式。除此之外，由於頻譜演算在音頻 分析的領域中亦為習知技術，故在此不多作資述。 處理模組106用以根據載入條件載入情緒參數、表情 參數及曲調參數至少其中之一以計算門榧值，所述載入條 件可為預設的參數值’例如：載人條件絲值“丨”代表 僅載入情緒參數；載场件為數值“2”代表僅載入表情 >數，载人條件為數值‘3”代表載人情緒參數及表情參 數’載入條件為數值“4”代表僅載人曲調參數......並以 此類推直至載人條件為數值“7”代表載人情緒參數、表 清參數及曲調參數’而且此載入條件可透過使用者以按壓 功能鍵或透過游標點選的方式進行設定。另外，門檻值可 為數字及文字，舉例來說，假設情緒參數為數值“2〇”、 1377559 表情參數為數值“Γ及曲調參 條件為盔枯“7” / 為數值10 ，且载入 數)(即載入情緒參數、表情參數及曲調參 數）其處理核組106根據载入條 全 數值進行計算(例如··經由 ^二個，數之參 瞀谧楫料經由傅立葉轉換運 忙)後件到«值，如：數值“ 88” 前述情緒參數、表情錢及曲^^摘要4明的疋， B 4㈥ 參數可以持續或間隔的方
㈣來^的產生方式為例，情緒參數、表情參數及 調肩可根據預設的時間間隔(例如:五秒)來間隔產 t特別要說明的是，本發明並未限定載入條件及值 ，數值’也狀說’所計算出的載人條件及門檻值除了為 數值之外，亦可以文字，如：“A”、“B”……等作為 代表。
音效模組107肖以將門檻值與門檻區間進行比對，並 根據比對、纟t果載人對應門;^區間之音效語音進行播放，舉 例來說，假設門檻值為數值“88”，其音效模組1〇7將根 據此門檻值與各音效語音所對應的門檻區間進行比對，若 經比對後得知門檻值在門檻區間的範圍内，例如：音效語 音“a.mp3”所對應的門檻區間為“丨〜丨㈨”，而門檻值 88位於門捏區間1〜1〇〇内，因此，載入對應門播 區間之音效語音“a.mp3”進行播放。 如「第2圖」所示，「第2圖」為本發明具情境音效 的歌唱方法之流程圖，包含下列步驟：提供歌曲語音及音 效語音’其中各音效語音分別對應一個門植區間（步驟 12 1377559 • 2G1);接收選擇條件’絲據麵條件麟歌曲語音之一 • (步驟2G2)，接錄唱語音，並根據語音演算分析歌唱語 音後產生情緒參數(步驟2〇3);擷取視訊影像 ，並根據臉 冑演异辨I域tfLf彡像後產生表情參糾步驟2()4);根據 麵演算分浦財的歌岭音，並減分析結果產生曲 調錄(轉2〇5);根龍人條件載人情緒錄、表情參 數及曲調參數至少射之—料朗檻值(轉2G0);將 健服11騎行比對，並鐵比縣雜入對應門 播區間之音效語音進行播放(步驟2G7卜透過上述步驟， 即可透過分析歌唱語音、視訊影像及歌曲曲調來計算門植 值’並且將此Η檻值與音效語音所對應的門檻區間進行比 對’以便根據輯結果載人並播放合適的音效語音，用以 提面歌唱娱樂性。 以下配合「第3圖」至「第5圖」以實施例的方式進 行如下說明，如「第3圖」所示意，「第3圖」為應用本 • ㈣轉賴語音進储放之示：til。當個者要進行歌 唱時，可先透過歌曲選擇介面3〇〇中的曲目顯示區塊3〇2 查詢歌曲資料庫101所提供的歌曲語音，並透過曲號輸入 區塊301輸入认歌唱的歌曲語音之曲號後，點選開始元件 . 地確定進行歌唱’此時’歌唱模組102接收所輸入的曲 ' $作騎祕件’並且娜此選擇餅銳對應的歌曲語 曰:另外’使用者亦可透過點選重唱元件3〇4使播放的歌 曲語音重新播放，以達到重唱的目的。
T 13 明進1 閱「第4圖」，「第4圖」為應用本發 ==之，。當使时選_語音後，將從歌 曲^^面300切換至歌唱介面_，並且於 塊·播放歌曲語音，此時，使用者可以透過收音= 進行歌唱，其收音裝置~:用 者的^傳遞至語音分析顯⑼，接著，該語音分析模 音裝置110接收此聲音作為歌唱語音，並且根 來=音2來對歌唱語音進行分析以產生情緒參數，舉例 ^自制者歌唱的聲音(也就是所歌唱語音)為悲 二長時’語音分析模組1〇3根據語音演算來分析此歌唱 -曰‘並，將此歌唱語音進行量化以產生情緒參數’如： 數值“20”，以此例而言，情緒參數之參數值越低，代表 使用者的情緒越為悲怨。 另外’除了上述收音裝置11〇接收使用者的歌唱聲音 之卜更具有攝景，裝置出拍攝使用者的即時景嫌，並且 將此即時f彡像傳遞絲像辨職組⑽，㈣，影像辨識 模組104擷取攝影裝置⑴所拍攝的即時影像作為視訊影 像’並且轉臉部鮮來順觀f彡像的錢後產生表情 參數’在實際實施上，可預先設置使时的各種表情特 =如：高興、細、线、料、厭惡及害怕等，用以 提商臉部演算職表情的精確度。除此之外，視訊影像亦 可顯示於視訊顯示區塊411中，方便讓使用者得知自己本 身的表情’而且此視觸示區塊扣可透過點選視訊元件 1377559 12進行隱藏或顯示。 承上親，在語音分频組 進行分析及辨識的同時，曲贺八心〜像辨識柄組104 算來分_財的料雜據頻譜演 假設歌曲語音為抒情歌生曲調參數，舉例來說， ^ urn 調77析杈組！〇5根據頻譜演 如語音的旋律(例 色)來產生曲調參數’如：數值“ 1〇,，，以此例而 祕Γ曲語音其所軸的_參數之參數值，將小 ;慷慨激昂的歌曲語音所對應的曲調參數之參數值。 =下來’處理模組1〇6根據預設的載入條件，如數 ” 載入上述所產生的情緒參數“20”、表情參數“】 及曲調參數“1〇”來計算門檀值，如··數值“88”，呈 2算的方式可透過四則運算或經由傅立葉轉換來實現。^ 際實施上，使用者亦可透過按墨功能鍵，如：按驗盤 ，鍵“s”來開啟載入條件的設定視窗(圖中未示），用以設 疋載入條件，舉例來說’當遇到使用者在歌唱時習慣面無 表情的情況T ’可設絲人條件為雜‘V (即載入情緒 參數及曲調參數），使處理模組1〇6根據所設定的載入條 件僅載入情緒參數“20”及曲調參數“ 1〇”來計算門檻 值，因為在面無表情的情況下，其表情參數的參考價值較 低，故不適合作為計算門檻值的參數。 當門檻值計算完成後’音效模組107將此門檻值與歌 曲資料庫101中齡音效語音之門顧間進行比對，並且 根2對結果自歌曲資料庫⑼載人職門檻區間之音 效語音進行播放，舉例來說，假設門檻值為數值“88”， 右音效語音“a.mP3，，所對應的Π檻區間為“1〜100”，則 代表門播值位於其門檻區間中，故比對結果為符合反 之’右門檻值不在數值“!，，至數值“ 1〇〇”的範圍中，則 比對結果為不符合，由於此例的比對結果符合，因此，自 歌曲貝料庫101載入所對應的音效語音“amp3”，並且 透過揚聲裝置，如：喇叭，進行播放。 另外’當制者不欲繼魏唱時，亦可透過點選返回 元件413停止播放歌曲語音，並且由當前的歌唱介面4〇〇 返回歌曲選擇介面。除此之外，亦可將前述所判斷的 情緒參數、讀參數及_參數，蚊字的方式顯示於情 境顯示區機414,舉例來說，假設情緒參數為數值“2〇”、 f情參數為數值T及曲調參數為“10”則分別以文字 心心」傷〜」及「柔和」來進行顯示。特別要說明的 是’上例三個參數的數值與所代表社字僅作為說明之 用，本發明並未限定這三個參數的表現形式。 另外’如「第5圖」所示意，「第5圖」為應用本發 明設定Η檻區間之示細。前面提到，各音效語音均對應 -個門檻區間’在實際實施上，其對應方式可透過_表 來達成’舉例來說，以一個對照表記錄門檻區間及音效語 音的對應職’而且此門檻區間可透過設定介面500進行 设定，其设定方式可透過門檻區間設定區塊51〇設定門檻 區間的數值範圍，如：數值為“101〜200” ，以及所對應 的音效語音之檔案名稱“bwav” ，並且在設定完成後點 選確定元件520儲存設定，亦或是點選取消元件530取消 所作的設定。特別要說明的是，在輸入音效語音之檔案名 稱“b.wav”時’更可在此檔案名稱前輸入檔案的路徑。 综上所述’可知本發明與先前技術之間的差異在於透 過分析歌唱語音、視訊影像及歌曲曲調來計算門檻值，並 且將此門檻值與音效語音所對應的門檻區間進行比對，以 便根據比對結果載入並播放合適的音效語音，藉由此一技 術手段可以在不同的情境下播放合適的音效語音，來解決 先剷技術所存在的問題，進而達成提高歌唱娛樂性之技術 功效。 雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何«相像技藝者，在不脫離本發明之精 神和视圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專 利保護範圍須視本·之申請專職_界定者 為準。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明具情境音朗歌唱系狀方塊圖。 第2圖為本發明具情境音效的歌於法之流程圖。 第3圖為_本發縣擇歌曲語音進行賊之示意 圖0 第4圖為應用本發明進行歌唱之示意圖。 17 1377559 第5圖為應用本發明設定門檻區間之示意圖。 【主要元件符號說明】 101歌曲資料庫 102歌唱模組 103語音分析模組 104影像辨識模組 105曲調分析模組 106處理模組 107音效模組 110收音裝置 111攝影裝置 300歌曲選擇介面 301曲號輸入區塊 302曲目顯示區塊 303開始元件 304重唱元件 400歌唱介面 410影音顯示區塊 411視訊顯示區塊 412視訊元件 413返回元件 414情境顯示區塊 500設定介面 510門檻區間設定區塊 520確定元件 530取消元件 步踢201提供至少一歌曲語音及至少一音效語音， 其中各該音聽音分卿應-門捏區間曰 步驟202接收-選擇條件，並根據該選擇條件播放 該些歌曲語音之一 步驟203接收-歌唱語音，錄據—語音演算分析 該歌唱語音後產生一，膏緒參數 步驟204擷取-視訊影像’並根據一臉部演算辨識 5亥視訊影像後產生一表情參數 步驟205根據一頻譜演算分析播放中的該歌曲語 音’並根據分析結果產生一曲調參數 步驟206根據一载入條件載入該情緒參數、該表情 參數及該曲調參數至少其中之一以計算一 門檻值 步驟207將該門檻值與該門檻區間進行比對，並根 據比對結果載入對應該門播區間之該音效 語音進行播放