JP3351905B2 - 音声信号処理装置 - Google Patents

音声信号処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラオケと称される伴
奏に合わせて歌った音声を処理するシステムに適用して
好適な音声信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンパクトディスクやビデオディ
スクなどより再生した音楽演奏信号をスピーカより出力
させ、この再生された演奏に合わせて歌った歌詞の音声
信号をマイクで拾って音楽演奏信号に重畳してスピーカ
から出力させるカラオケシステムと称される音楽再生シ
ステムが各種開発されている。
【０００３】このカラオケシステムの場合には、一般に
エコーと称される残響処理装置が内蔵され、マイクで拾
った音声信号に残響を付加して伴奏の信号に重畳するこ
とができるようにしてある。このエコーを付加する処理
を施すことで、スピーカから再生される歌唱音声が、じ
ょうずに歌ったように聞こえる効果を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これに対し、より高度
な音響効果を付与できるようにすることが要請されてい
るが、カラオケシステムの場合には、マイクが拾った音
声信号をリアルタイムで処理してスピーカから出力させ
る必要があるため、従来はあまり高度な処理は行われて
なかった。
【０００５】本発明はかかる点に鑑み、高度な音響効果
が簡単に付与できるカラオケシステムを提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、入力音声信号の音程を所定ピッチだけ離れ
た音程に変換する音程変換手段１６と、この音程変換手
段１６で変換された音声信号を入力音声信号と混合する
第１の混合手段１５と、この第１の混合手段１５が出力
する音声信号を音楽演奏信号と混合する第２の混合手段
５とを設けたものである。
【０００７】また、この場合に音楽演奏信号により構成
される曲のジャンルに応じて、音程変換を行うピッチを
変化させる制御手段２１を設けたものである。
【０００８】
【作用】本発明によると、入力音声に所定ピッチだけ離
れた音程の音声が付与されて、伴奏などの音楽信号に混
合されるので、一人で歌うだけで複数の音程の歌声が再
生されることになり、いわゆるユニゾン効果が付与され
た状態となり、複数人で歌っているような効果が得られ
る。
【０００９】この場合、演奏される曲のジャンルに応じ
て、音程変換を行うピッチを変化させることで、演奏さ
れる曲に応じた最適な音程の音が付与され、効果的に音
程変換された音が付与される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、添付図面を参照
して説明する。
【００１１】図１は本例の音声信号処理装置を示す図
で、本例においてはカラオケシステムと称される再生シ
ステムに適用したものである。図中１は再生装置を示
し、コンパクトディスクなどのカラオケ用伴奏が記録さ
れた記録媒体を再生する装置で、再生して得た音声信号
（オーディオ信号）をラインアンプ２に供給する。ま
た、サブコードデータがオーディオ信号と共に記録媒体
に記録されている場合には、このサブコードデータを出
力する。
【００１２】そして、ラインアンプ２に供給されるオー
ディオ信号を、増幅処理した後、アナログ／デジタル変
換器３に供給し、デジタルオーディオ信号に変換する。
そして、このデジタルオーディオ信号をイコライザ４に
供給して所定のオーディオ処理を行った後、混合器５に
供給する。
【００１３】また、図中１１はマイクロホンを示し、こ
のマイクロホン１１がマイクロホン接続端子１２に接続
させてあり、マイクロホン１１が拾った音声信号をマイ
クアンプ１３を介してアナログ／デジタル変換器１４に
供給する。このアナログ／デジタル変換器１４で変換さ
れたデジタルオーディオ信号を、混合器１５と音程変換
回路１６と音量検出回路１７に供給する。
【００１４】ここで、音程変換回路１６としては、供給
されるデジタルオーディオ信号の音程を、所定ピッチだ
け下がった音程のデジタルオーディオ信号に変換する。
ここでは２０ｃｅｎｔから５０ｃｅｎｔの間で設定され
た値だけ下の音に変換する。この変換する値の選定は、
この音声信号処理装置の各部を制御する中央制御装置
（ＣＰＵ）２１の制御により行われる。この中央制御装
置２１で変換する値の選定処理については後述する。
【００１５】そして、音程変換回路１６で変換されたデ
ジタルオーディオ信号を混合器１５に供給し、音程変換
されてないデジタルオーディオ信号と加算する処理を行
う。そして、この混合器１５で加算処理されたデジタル
オーディオ信号を、イコライザ１８に供給して所定のオ
ーディオ処理を行った後、残響処理回路１９でエコーと
称される残響付加処理を行い、残響付加処理されたデジ
タルオーディオ信号を混合器５に供給する。
【００１６】そして混合器５で、再生装置１で再生した
カラオケ伴奏用オーディオ信号に、マイクロホン１１が
拾ったオーディオ信号を混合する処理を行い、混合され
たデジタルオーディオ信号をデジタル／アナログ変換器
６に供給し、アナログオーディオ信号に変換する。そし
て、変換されたアナログオーディオ信号を出力アンプ７
により増幅処理した後、スピーカ８に供給し放音させ
る。
【００１７】なお、再生装置１から再生されるオーディ
オ信号は左右２チャンネルのステレオオーディオ信号で
ある場合が一般的で、この再生装置１からスピーカ８ま
での系は左右２チャンネル用意されている場合が多い
が、ここでは説明を簡単にするために１チャンネル分だ
けを示してある。
【００１８】ここで、中央制御装置２１による音程変換
回路１６の制御について説明すると、この中央制御装置
２１には、音量検出回路１７で検出したオーディオ信号
レベルのデータが供給されると共に、再生装置１が出力
するサブコードデータをサブコードデコーダ２２でデコ
ードしたデータが供給される。また、この装置の各種操
作を指示する操作キー２３が接続される。そして、この
操作キー２３の操作により、ユニゾン効果生成を指示し
たとき、音程変換回路１６が変換されたオーディオ信号
を出力するように制御する。そして、その変換処理の制
御状態としては、予め設定された値だけ下の音に変換す
る固定モードと、マイクロフォン１１が拾った音声信号
レベルに応じた制御が行われる音量制御モードと、再生
される曲のジャンルに応じた制御が行われるジャンル別
制御モードとの３種類が設定される。
【００１９】固定モードとしたときには、２０ｃｅｎｔ
から５０ｃｅｎｔの間で予め設定された値だけ下の音に
変換する処理を、音程変換回路１６で実行させる。従っ
て、この固定モードとしたときには、マイクロフォン１
１が拾った音声信号に、絶えず所定周波数だけ下の音が
付加されて伴奏音と共に再生されるようになり、一人で
歌っていても二人で歌ったようなユニゾン効果が得られ
る。なお、変換する値は、例えば操作キー２３の操作で
設定できるようにしても良い。
【００２０】そして、音量制御モードとしたときには、
音量検出回路１７で検出したオーディオ信号レベルに応
じて、音程変換回路１６での変換量を連続的に変化させ
る制御を行う。例えば、マイクロフォン１１が拾った音
声信号の波形が図２のＡに示す状態であるとき、音量検
出回路１７ではこの波形のエンベロープに対応した音量
検出を図２のＢに示すように行い（実際にはデジタルデ
ータであるのでビットデータより検出する）、この音量
検出データに基づいて、図２のＣに示すように音程変化
量を変化させる。ここでは、音量が大きいとき５０ｃｅ
ｎｔ下の音に変換させ、音量が小さくなるに従って変換
量を２０ｃｅｎｔまで徐々に変化させて、音量に応じて
５０ｃｅｎｔから２０ｃｅｎｔの間で連続的に変化させ
る。
【００２１】従って、この音量制御モードとしたときに
は、マイクロフォン１１が拾った音声信号の音量（即ち
歌っている音声の音量）が小さいときには、わずかに下
の周波数の音が付加されて伴奏音と共に再生され、音量
が大きくなるに従って付加される音が元の歌声から離れ
た周波数となり、音量に応じた適切な処理が行われる。
即ち、音量が小さいときには、付加される音が元の音と
非常に近い周波数の音でも、聞き取ることが容易であ
り、本例の回路によるユニゾン効果がスピーカからの音
で確かめられる。そして、音量が大きいときには、付加
される音が元の音と周波数が近いと、元の音にマスキン
グされて聞き取り難くなってしまうが、このモードでは
元の音から比較的大きく離れた音程の音になるので、元
の音にマスキングされることなく容易に聞き取れるよう
になり、本例の回路によるユニゾン効果がスピーカから
の音で確かめられる。このように音量制御モードとする
ことで、音量の大小にかかわらず良好に音程変換された
音が付加される。
【００２２】そして、ジャンル別制御モードとしたとき
には、サブコードデコーダ２２でデコードしたデータに
基づいて、再生装置１で再生する曲のジャンルに関する
データが得られるとき、このジャンルを中央制御装置２
１が判断して、音程変換回路１６で変換させる変換量を
２０ｃｅｎｔから５０ｃｅｎｔの間で適切な値に制御す
る。例えば、サブコードで再生される曲の種類が、演
歌，ポップス，ロック，ジャズ，バラードと区別される
とき、演歌やバラードのように比較的静かな曲の場合に
は、変換量を２０ｃｅｎｔ程度の比較的小さい値とし、
ポップス，ロック，ジャズのように比較的騒がしい曲の
場合には、変換量を５０ｃｅｎｔ程度の比較的大きい値
とする。このようにすることで、曲のジャンルに応じて
適切に変換処理された音が付加されるようになる。
【００２３】なお、歌う音量に応じた音量制御モードの
処理と、再生される曲のジャンルに応じたジャンル別制
御モードの処理とを、同時に行うようにしても良い。例
えば、ジャンルに応じて基本的な変換量を設定し、この
基本的な変換量の値から音量に応じて１０ｃｅｎｔ程度
だけ変換量を変化させるようにしても良い。
【００２４】このように本例の装置を使用してカラオケ
としての再生を行うことで、自動的に歌った音に所定ピ
ッチだけ離れた音が付加されるので、一人で歌った場合
でも、二人で歌っているようなユニゾン効果が得られ
る。また、例えば歌唱者の音程が不安定な場合でも、再
生される歌唱音が複数の音程になるので、伴奏に合った
音程になる可能性が高く、伴奏に合った音程の心地よい
歌唱が出力されるようになる。さらに、コーラス部分だ
けを伴奏と共に再生する場合のように、コーラスに歌う
音程がつられることがなくなり、良好な歌唱音の再生が
可能になる。
【００２５】また本例の場合には、この所定ピッチだけ
離れた音が付加された音に、残響処理回路１９を残響音
を付加するようにしたので、より効果的な心地よい音が
再生されるようになる。
【００２６】なお、上述実施例では、元の音より低い周
波数の音に変換した音を付加するようにしたが、元の音
より高い周波数の音に変換した音を付加するようにして
も良い。
【００２７】また、上述実施例では、単純に音程変換回
路１６で変換した音を付加するだけとしたが、例えば図
３に示すように、混合器１５で加算処理されたオーディ
オ信号を、スイッチ３１とアンプ３２を介して音程変換
回路１６の入力側に戻すようにして、スイッチ３１を接
続させたとき、ループ回路が構成されるようにして、音
程変換された音に、さらに別の音程変換された音が順次
付加されるようにし、アンプ３２のゲインにより設定さ
れた帰還状態に応じて、音程変換された音が複数段付加
されるようにしても良い。
【００２８】また、音程変換回路を複数設けるようにし
ても良い。即ち、例えば図４に示すように、複数の音程
変換回路１６ａ，１６ｂ，‥‥を設けて、各音程変換回
路１６ａ，１６ｂ，‥‥で変換された音を、元の音と共
に混合器１５で加算するようにし、それぞれの音程変換
回路１６ａ，１６ｂ，‥‥での変換量を少しずつ変化さ
せて、より効果的な再生ができるようにしても良い。各
音程変換回路１６ａ，１６ｂ，‥‥での変換量として
は、例えば音程変換回路１６ａで２０ｃｅｎｔ下の音に
変換させ、以下音程変換回路１６ｂで３０ｃｅｎｔ下の
音，音程変換回路１６ｃで４０ｃｅｎｔ下の音，音程変
換回路１６ｄで５０ｃｅｎｔ下の音と言うように１０ｃ
ｅｎｔずつ下の音を付加させるようにすることが考えら
れる。このようにすることで、図１の例では二人で歌っ
ているような効果が得られるのに対し、図４の例ではよ
り多くの人で歌っているような効果が得られるようにな
る。
【００２９】なお、この図４の例のように複数の音程変
換回路を設ける場合、元の音に対し所定ｃｅｎｔだけ上
の音に変換する音程変換回路と、元の音に対し所定ｃｅ
ｎｔだけ下の音に変換する音程変換回路とを設けて、元
の音に対し上と下の音を同時に付加するようにしても良
い。
【００３０】また、上述各実施例で示した音程変換量は
一例を示したものであり、他の変換量を選択しても良い
ことは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によると、入力音声に所定ピッチ
だけ離れた音程の音声が付与されて、伴奏などの音楽信
号に混合されるので、一人で歌うだけで複数の音程の歌
声が再生されることになり、複数人で歌っているような
効果が、特殊な操作をすることなく簡単に得られる。ま
た、例えば歌唱者の音程が不安定な場合でも、再生され
る歌唱音が複数の音程になるので、伴奏に合った音程に
なる可能性が高く、伴奏に合った音程の心地よい歌唱が
出力されるようになる。さらに、コーラス部分だけを伴
奏と共に再生する場合のように、コーラスに歌う音程が
つられることがなくなり、良好な歌唱音の再生が可能に
なる。
【００３２】この場合、演奏される曲のジャンルに応じ
て、音程変換を行うピッチを変化させることで、演奏さ
れる曲に応じた最適な音程の音が付与され、効果的に音
程変換された音が付与される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】一実施例の音程制御状態を示すタイミング図で
ある。
【図３】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 再生装置 １１ マイクロホン １２ マイクロホン接続端子 １６ 音程変換回路 １７ 音量検出回路 ２１ 中央制御装置（ＣＰＵ） ２２ サブコードデコーダ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−27796（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−11295（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−200299（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−266897（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−23278（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭57−8061（ＪＰ，Ｙ１) 実用新案登録3002159（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 21/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力される音声信号の音程から所定のピ
    ッチ量離れた音程に変換する音程変換手段と、 上記入力される音声信号と上記音程変換手段から出力さ
    れる音程変換された音声信号とを混合する混合手段と、 上記入力される音声信号の音量を検出する音量検出手段
    と、 上記音量検出手段で検出された音量に基づいて上記音程
    変換手段で変換するピッチ量を変換させる制御手段とを
    備える音声変換装置。
  2. 【請求項２】 上記音量検出手段で検出される音量が大
    きくなるにしたがって上記音程変換手段の変換ピッチ量
    が大きくなる第１項記載の音声変換装置。
  3. 【請求項３】 入力される音声信号の音程から所定のピ
    ッチ量離れた音程に音程変換する音程変換手段と、 上記入力される音声信号と上記音程変換手段から出力さ
    れる音程変換された音声信号とを混合する混合手段と、 上記混合手段から出力された信号を上記音程変換手段へ
    複数回帰還させる帰還手段とを備える音声変換装置。
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