JP2003015672A - 声域告知機能付きカラオケ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歌唱者の声域を高精度で測定できる声域告知
機能付きカラオケ装置を提供する。 【解決手段】 指定したカラオケ楽曲のカラオケデータ
を処理して伴奏音楽を生成してスピーカに出力するカラ
オケ装置であって、間奏によって区分された各１コーラ
ス分の演奏区間が経過する度に伴奏音楽のキーを適宜に
変更しながら演奏する移調演奏手段と、マイクロホン入
力された歌唱者の音声信号からサンプリングした歌唱者
の発声ピッチと、楽曲進行上各サンプリング点で発声す
べき指示ピッチとの誤差を計測するピッチ誤差計測手段
と、１曲演奏する期間において、前記ピッチ誤差計測手
段の誤差計測結果を統計的に処理して歌唱が基準以下の
ピッチ誤差で発声できる音域を声域として求める評価手
段と、前記評価手段で求めた声域を所定の形式で表現し
て歌唱者に告知する声域告知手段とを備えた声域告知機
能付きカラオケ装置としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラオケ装置に関
し、具体的には、歌唱者がカラオケ楽曲に合わせて歌う
歌唱音声を評価することで歌唱者の声域を告知する機能
を備えたカラオケ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くのカラオケ装置は伴奏音楽の音域
（キー）を変更して演奏するためのキーコントロール機
能を備えている。この機能は伴奏音楽のキーと歌唱者の
キー（声域）とが合わない場合に、伴奏音楽のキーを適
当に上下させ、歌唱者のキーに整合させるものである。
利用者は、伴奏音楽に合わせて歌い、自分のキーが伴奏
音楽のキーに合っていないことが分かると、このキーコ
ントロール機能を使って伴奏音楽のキーを調整する。普
通、「＋１」「−１」「＋２」などの数値によってキー
を段階的に設定できるようになっており、数値が１違う
とキーが半音上下することを示している。前記表記によ
れば「＋１」は、伴奏音楽のキーを半音上げることにな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】キーコントロール機能
は、伴奏音楽のキー（調）を個人毎に異なる歌唱者のキ
ー（声域）に合わせることができる。しかし、その機能
を使う場合、カラオケ楽曲を歌唱しながらキーの設定値
を試行錯誤して決定しなければならない。そのため、キ
ーの設定作業に追われ歌唱に集中することがきず、カラ
オケを楽しむことができない。

【０００４】このような問題に対し、特許第２７９７６
４８号公報には歌唱者の声域に合わせてキー設定値を自
動調整するカラオケ装置についての技術が開示されてい
る。このカラオケ装置は、歌唱者が歌唱に先立ってマイ
クロホンに向かって所定の音をテスト発声し、歌唱者の
声域を検出し、検出した声域に合致するように、指定し
たカラオケ楽曲のキー設定値を自動設定するというもの
である。また、変更後のキー設定値を歌唱者に通知する
ことで、同じ楽曲を次回に歌うときにはその通知された
設定値に調整すればよいようにもなっている。

【０００５】しかし、このカラオケ装置を使ってカラオ
ケ会場に居合わす人全てがキーの検出作業を行っていて
は、カラオケ施設の利用時間が浪費されることになり、
検出作業を終えた人にとって他の人の検出作業に掛かる
時間は無用な時間となる。

【０００６】また、単純にピッチ（音高）の異なる単音
を発声させていってキーを測定したとしても、カラオケ
楽曲を歌唱しているときに実際に発声されている声域と
は異なる場合が多い。すなわち、１つの楽曲中には同じ
ピッチの音が何度も出現するが、そのピッチの音の前後
の音・そのピッチの音の持続時間など、メロディの流れ
の中で特定のピッチの音の出現の仕方は楽曲のなかでさ
まざまである。

【０００７】本発明は、利用者に煩雑な操作を要求した
り、同伴者に退屈な思いをさせたりすることなく信頼性
の高い声域測定方式を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】＝＝＝発明の骨子＝＝＝ 本願発明者らは、歌唱者が自身の声域を把握していれ
ば、試行錯誤することなくキーを最適値に設定できると
考え、測定した声域を利用者に告知する機能を備えたカ
ラオケ装置（声域告知機能付きカラオケ装置）を提供す
ることとした。

【０００９】そして、信頼性の高い声域告知機能を実現
するためには、歌唱者の声域を測定する際に、実際にカ
ラオケ楽曲を歌唱した状態で計測するのが最良であると
も考えた。しかし、測定の際に歌唱者がよく知らない楽
曲を使用すれば、旋律が分からないために、発声すべき
ピッチと違ったピッチで発声する場合が多く、違ったピ
ッチの音を発声すれば、当然、機械は「このピッチは発
声できていない」と判断する。そこで歌唱者が任意に指
定したカラオケ楽曲で声域を測定できる声域告知機能付
きカラオケ装置とした。さらに、より高い信頼性を確保
するために、１コーラス毎（楽曲の１番・２番・・・）
など、所定の演奏区間毎の測定記録を統計的に処理する
方式を採用した。

【００１０】＝＝＝発明の開示＝＝＝ 第１の発明は、指定したカラオケ楽曲のカラオケデータ
を処理して伴奏音楽を生成してスピーカに出力するカラ
オケ装置であって、間奏によって区分された各１コーラ
ス分の演奏区間が経過する度に伴奏音楽のキーを適宜に
変更しながら演奏する移調演奏手段と、マイクロホン入
力された歌唱者の音声信号からサンプリングした歌唱者
の発声ピッチと、楽曲進行上各サンプリング点で発声す
べき指示ピッチとの誤差を計測するピッチ誤差計測手段
と、１曲演奏する期間において、前記ピッチ誤差計測手
段の誤差計測結果を統計的に処理して歌唱が基準以下の
ピッチ誤差で発声できる音域を声域として求める評価手
段と、前記評価手段で求めた声域を所定の形式で表現し
て歌唱者に告知する声域告知手段とを備えた声域告知機
能付きカラオケ装置とした。

【００１１】第２の発明は、第１の発明において、前記
移調演奏手段は前記１コーラス分の演奏区間が経過する
度に前記伴奏音楽のキーを上あるいは下の所定方向に所
定の音程分だけ変更しながら演奏することで前記評価手
段が基準以下のピッチ誤差で発声できる最高ピッチある
いは最低ピッチのいずれか一方を求め、前記移調演奏手
段は、当該一方のピッチが求められたのに応動してつぎ
の１コーラスは前記所定方向と反対方向に前記伴奏音楽
のキーを前記基準キーに対して前記所定の音程分だけ変
更しながら演奏し、前記評価手段が前記声域における他
方のピッチを求める声域告知機能付きカラオケ装置とし
ている。

【００１２】第２の発明において、１曲演奏する期間に
おいて、前記評価手段により前記音域が求められなかっ
た場合、つぎの１コーラスを伴奏音楽の最初の前記演奏
区間に戻って繰り返し演奏する声域告知機能付きカラオ
ケ装置を第３の発明とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】＝＝＝カラオケ装置の基本的な構
成と動作＝＝＝ 図１は本発明の実施例におけるカラオケ装置の機能ブロ
ック図を示している。このカラオケ装置１は通信カラオ
ケシステムの演奏端末などとして周知のＭＩＤＩ形式の
電子楽譜に基づいて音源を制御するタイプのカラオケ装
置１である。中央制御部２は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、
ＲＯＭを含むコンピュータ本体であり、周辺各構成部を
制御して、このカラオケ装置１を統括している。ハード
ディスク装置３は、多数曲分のカラオケ楽曲について、
ＭＩＤＩ形式によって記述されたカラオケ伴奏音楽の起
源となる音楽生成データと、その楽曲演奏に同期してデ
ィスプレイ１４に表示される歌詞画像の生成起源となる
歌詞描出データとを格納している。

【００１４】中央制御部２は、リモコン送信器５や操作
パネル６などのユーザインタフェースにて指定入力され
たリクエスト楽曲の楽曲番号を操作制御部７を介して受
け取ると、その入力順と楽曲番号とを対応づけてＲＡＭ
に格納することでこの楽曲の演奏予約処理を行う。そし
て、その楽曲の演奏順番になると、ハードディスク装置
３より該当の音楽生成データと歌詞描出データとを取り
出して処理する。

【００１５】音楽生成データはシンセサイザ８に順次転
送され、ここで生成された伴奏音楽のオーディオ信号と
マイクロホン１１から入力されたオーディオ信号は、ミ
キシングアンプ９に入力され、その混合オーディオ信号
がスピーカ１０に向けて出力される。また、歌詞描出デ
ータを処理して演奏に同期した歌詞文字列を含んだ歌詞
画像を生成するとともに、その歌詞文字列中の各文字を
指定のタイミングで色変えていくような歌詞画像を逐次
生成し、その画像をビデオＲＡＭ１２に順次ビットマッ
プ展開していく。

【００１６】このカラオケ装置１は上述の基本演奏機能
に加え、伴奏音楽のキーを可変制御する移調演奏機能を
備えている。周知の通り、ＭＩＤＩは各楽器毎の旋律
（楽器パート）を構成する各伴奏音をピッチ（ノート番
号）・大きさ（ベロシティ）・符長（ステップタイム）
・発音持続時間（ゲートタイム）などを示す音符情報に
よって記述している。カラオケ装置１は、利用者が指定
したキー設定値に従って各伴奏音のピッチに対し所定の
音程だけずらしたピッチとなるように伴奏音楽のキーを
可変制御する。本実施例のカラオケ装置２は、この移調
演奏機能を利用して歌唱者の声域を測定し、その測定結
果を歌唱者に通知する声域告知機能を備えている。しか
も、利用者が任意に指定したカラオケ楽曲を演奏してい
るときに声域を測定するとともに、信頼性の高い測定結
果が得られるようになっている。

【００１７】＝＝＝声域測定部＝＝＝ 本実施例のカラオケ装置１は、声域告知機能を実現する
ために声域測定部１５を備えている。この実施例におい
て、声域測定部１５は専用のＤＳＰによって構成されて
いる。図２にこのＤＳＰの機能ブロック図を示した。マ
イクロホン１１からの歌唱音声信号をサンプリングする
ためのＤ／Ａコンバータ１６と、このＤ／Ａコンバータ
１６が出力したサンプリングデータをリアルタイムで解
析して歌唱者の発声ピッチを取得するためのピッチ取得
部１７と、取得した発声ピッチと、ノート番号によって
与えられる現に演奏中の伴奏音楽における発声すべきピ
ッチ（指示ピッチ）とを比較してその差を誤差データと
して出力するピッチ比較部１８とを機能要素として内蔵
している。なお、指示ピッチはＭＩＤＩデータにおける
主旋律に相当するデータの各楽音ピッチを採用してい
る。

【００１８】＝＝＝声域告知機能＝＝＝ 本発明は、任意のカラオケ楽曲の演奏時に歌唱者の声域
を測定する。中央制御部２はカラオケ楽曲の演奏処理に
並行して声域測定部１５から出力される誤差データを記
録していき、最終的に歌唱者の声域を特定し、その声域
の最高ピッチと最低ピッチとをディスプレイ１４に表示
するなど、適宜に告知する。図３に声域の特定方法の概
略をグラフにして示した。横軸に指示ピッチを取り、指
示ピッチに対して歌唱者が実際に発声したピッチとの誤
差（発声ピッチ−指示ピッチ＝誤差）をプロットしてい
る。なお、１曲の演奏中には同じ指示ピッチが複数回出
現するため、この例では同じ指示ピッチに対する発声ピ
ッチの誤差の平均値をプロットしている。そして、その
誤差が基準以下となる音域を声域としている。

【００１９】つぎに、本実施例において実際に声域を測
定するための手順を示す。まず、楽曲番号に引き続いて
声域告知機能を起動する旨の所定の番号をカラオケ装置
１に入力する。それによって、中央制御部２は、その楽
曲番号に声域告知機能を起動させる旨の所定の符号を付
加して該当するカラオケ楽曲の演奏予約処理を行う。中
央制御部２は、前記所定の符号が付加された楽曲番号の
カラオケ楽曲を演奏する際、該当する音楽生成データと
歌詞描出データとをハードディスク装置３から取り出す
とともに、前記符号を認知して声域告知機能を起動す
る。

【００２０】図４に本実施例における声域測定処理の流
れを示した。まず、１コーラス目（１番）をカラオケ楽
曲にあらかじめ指定されているキー（基準キー）で楽曲
演奏する（ｓ１〜ｓ２）。中央制御部２は、この１コー
ラス目の終了時点で、それまでに記録された誤差データ
を解析し、基準以上（例えば、半音以上）の誤差がある
ピッチを検出できれば、このピッチを限界ピッチとして
記憶する。例えば、高音側と低音側の両側の限界ピッチ
が検出されれば、この時点で測定が終了する（ｓ３→ｓ
４→ｓ５→ｓ３０）。

【００２１】一方、高低両側の限界ピッチがともに検出
できなかった場合には、キーを上下どちらか一方の方向
に所定の音程だけずらして演奏する。本実施例では、１
コーラス目より所定の音程だけキーを上げて高音側の限
界ピッチを先に求めるようにしている（ｓ３→ｓ４→ｓ
５→ｓ６→ｓ１１）。２コーラス目（２番）で高音側限
界ピッチが検出されなければ、１コーラスが終了する毎
に所定音程ずつ演奏キーを上げていく（ｓ１２→ｓ１３
→ｓ１４→ｓ１５→ｓ１６→ｓ１１）。高音側限界ピッ
チが検出されれば、つぎの１コーラスは、基準キーより
所定音程分下げたキーで演奏する（ｓ１２→ｓ１３→ｓ
１４→ｓ１５→ｓ７）。この場合も、高音側と同じよう
に低音側限界ピッチが検出されるまで、１コーラス終了
する度に演奏キーを下げていく（ｓ２２→ｓ２３→ｓ２
４→ｓ２５→ｓ２６→ｓ２７→ｓ２２）。最終的に高低
両側の限界ピッチが検出された時点のコーラスが終了し
たらそこで測定を終了する（ｓ２５→ｓ３０）。以後は
その時点でのキーで楽曲終了時点まで演奏する。もちろ
ん、基準キーに戻して終了まで演奏させるなど適宜に演
奏してよい。

【００２２】なお、高低の限界ピッチを両方検出するま
でに１楽曲分の演奏が終了してしまう場合もあり得る。
本実施例では、そのような場合、１番に戻って繰り返し
演奏を行うこととしている（ｓ１６→ｓ１７→ｓ１１、
ｓ２６→ｓ２１）。

【００２３】図５は声域測定手順の実例を概略図として
示している。この例では１番から３番まであるカラオケ
楽曲を使って声域測定を行っている。１コーラス目は基
準キーで演奏する。この場合、高音側・低音側の限界ピ
ッチは検出できない。２コーラス目は伴奏音楽を半オク
ターブ上げて演奏し、高音側限界ピッチが検出される。
そして３コーラス目（３番：最終コーラス）は基準キー
から半オクターブ下げて演奏する。しかし、低音側の限
界値が検出できない。そこで、１番に戻って３コーラス
目のキーよりさらに半オクターブ下げて演奏して低音側
の限界ピッチを検出し、最終的に声域が特定される。

【００２４】＝＝＝声域の告知＝＝＝ 最終的に特定された声域を歌唱者に告知するためには、
各種手段や表現を採用することができる。告知手段とし
ては表示出力・音声出力・印刷出力などが考えられる。
また、声域の表現方法としては、単純に高音側と低音側
の限界ピッチそのもの（Ａ＃２、Ｃ♭３など）で告知し
てもよいし、ピアノなどの鍵盤を表示して、どの鍵盤か
らどの鍵盤までなど、絵図によって直感的に分かるよう
にしてもよい。

【００２５】なお、この告知された声域は、実際にカラ
オケ楽曲を歌唱するときに伴奏音楽のキーを設定する際
の指標とならなければならない。そこで、カラオケ楽曲
毎の基準キーや歌唱音域を目次本などに掲載しておく。
そして、カラオケ楽曲毎の基準キーや歌唱音域の表現方
法と、本実施例のカラオケ装置によって告知される声域
の表現方法とを整合させておくことが望ましい。

【００２６】＝＝＝その他の実施例・変更例＝＝＝ 上記実施例では、声域測定部は専用のＤＳＰによって構
成され、ハードウエアによって声域を測定しているが、
Ｄ／Ａコンバータのみを実装し、他の機能要素は中央制
御部が実行するソフトウエアによって実現する構成とし
てもよい。

【００２７】声域測定プロセスは上記実施例に限らず、
１コーラス目から極端にキーをずらして演奏すれば、高
低のどちらか一方の限界ピッチをとりあえず検出するこ
とができる。このようにキーの可変制御は適宜に行って
よい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、利用者が指定したカラ
オケ楽曲を演奏させて歌唱者の声域を測定することがで
きる。しかも、１コーラス通して歌唱した結果に基づい
て声域を特定するため、極めて信頼性の高い声域測定結
果を得ることができる。

【００２９】また、１コーラスの演奏が経過する毎に所
定方向に所定音程分だけキーを変更して声域を測定して
いくことで、連続する２コーラス間で極端に演奏キーが
異なることによって歌唱しにくくなることを防止し、よ
り信頼性の高い測定結果が得られる。

【００３０】また、所定方向に所定音程だけずらしてい
く声域測定方式を採用した声域告知機能付きカラオケ装
置において、１曲の演奏期間を通して声域が求められな
い場合であっても、伴奏音楽の最初に戻って演奏を繰り
返すことで、最終的な声域が求まるまで違和感なく測定
を続けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるカラオケ装置の機能ブ
ロック図である。

【図２】上記実施例における声域測定部の機能ブロック
図である。

【図３】本発明のカラオケ装置における声域測定方法を
説明するための概略図である。

【図４】上記実施例における声域測定プロセスの流れ図
を示している。

【図５】上記実施例のカラオケ装置による声域測定手順
の実例を概略図として示している。

【符号の説明】

１ カラオケ装置 ２ 中央制御部 ８ シンセサイザ １１ マイクロホン １５ 声域測定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指定したカラオケ楽曲のカラオケデータ
   を処理して伴奏音楽を生成してスピーカに出力するカラ
   オケ装置であって、 間奏によって区分された各１コーラス分の演奏区間が経
   過する度に伴奏音楽のキーを適宜に変更しながら演奏す
   る移調演奏手段と、 マイクロホン入力された歌唱者の音声信号からサンプリ
   ングした歌唱者の発声ピッチと、楽曲進行上各サンプリ
   ング点で発声すべき指示ピッチとの誤差を計測するピッ
   チ誤差計測手段と、 １曲演奏する期間において、前記ピッチ誤差計測手段の
   誤差計測結果を統計的に処理して歌唱音が基準以下のピ
   ッチ誤差で発声できる音域を声域として求める評価手段
   と、 前記評価手段で求めた声域を所定の形式で表現して歌唱
   者に告知する声域告知手段と、 を備えたことを特徴とする声域告知機能付きカラオケ装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記移調演奏手段は
   前記１コーラス分の演奏区間が経過する度に前記伴奏音
   楽のキーを上あるいは下の所定方向に所定の音程分だけ
   変更しながら演奏することで前記評価手段が基準以下の
   ピッチ誤差で発声できる最高ピッチあるいは最低ピッチ
   のいずれか一方を求め、前記移調演奏手段は、当該一方
   のピッチが求められたのに応動してつぎの１コーラスは
   前記所定方向と反対方向に前記伴奏音楽のキーを前記基
   準キーに対して前記所定の音程分だけ変更しながら演奏
   し、前記評価手段が前記声域における他方のピッチを求
   めることを特徴とする声域告知機能付きカラオケ装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、１曲演奏する期間に
   おいて、前記評価手段により前記音域が求められなかっ
   た場合、つぎの１コーラスを伴奏音楽の最初の前記演奏
   区間に戻って繰り返し演奏することを特徴とする声域告
   知機能付きカラオケ装置。