JP3540344B2 - カラオケ装置におけるバックコーラス再生装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明はMIDI規格に基づいた器楽音の再生と、これに歌詞、画像をディスプレイに同期させて表示するカラオケ装置に係り、器楽音に人声によるバックコーラスを合成する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、デジタル符号化したカラオケ音楽情報を多数蓄積したホストコンピュータから通信回線を介して端末装置がカラオケ音楽情報を受信・再生するシステムが普及している。また、通信を行う際、音楽情報のデータ量を小量化する手段として、器楽音をMIDI規格に基づいた電子音源によって構成する技術は公知である。楽器演奏による器楽音はMIDI規格に基づいた音楽データに生成しやすく、さらに独創的な音づくりができるという利点がある。また一般的に、カラオケではMIDI規格のカラオケ音楽の再生と映像を同期させ、さらに歌詞を曲の進行に合わせて表示する構成も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の端末装置で再生されるのは器楽音のみであり、人声によるバックコーラスはMIDI規格に従って作成することはできないので、器楽音と同時に再生することはできない。そこで、人声に近似する音を電子楽器を用いて作成し、この音をバックコーラスとして器楽音と共に再生する手段が考えられる。しかし、電子楽器を用いて人声に近似させることはできるものの、人声の波形は非常に複雑であるので、実際は電子楽器で人声によるバックコーラスを再現することは不可能である。
【0004】
本発明はこのような点に着目したものであり、人声で得たバックコーラスをPCM化してMIDI規格の器楽音に合成したカラオケ音楽とし、器楽音とバックコーラスとがずれることなく再生できるカラオケ装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明では、ヘッダ情報と歌詞情報と音楽情報とからなる楽曲情報を記憶する記憶手段と、所望の楽曲を指示する入力手段と、指示された楽曲情報を記憶手段から読み出し、この楽曲情報を音楽情報と歌詞情報とヘッダ情報とに解析し、内蔵タイマによって同期を取りながらヘッダ情報に従って各情報を並列処理する主制御手段と、音楽情報のうちの電子音データに従って電子音源を制御して楽曲を再生出力させる電子音再生手段と、音楽情報のうちの人声をコード符号化してなるバックコーラスデータに従ってバックコーラスを再生出力させる音声制御手段と、歌詞情報に従って歌詞映像を再生出力させる歌詞表示制御手段とを有し、前記主制御手段は、電子音再生手段に楽曲を再生出力させると共に、ヘッダ情報の制御データに基づいて歌詞表示やバックコーラスの再生に関する処理別のIDが設定されたデータ処理種別とそれらの処理タイミングの時間間隔を読み出し、データ処理種別に応じて音声制御手段、歌詞表示制御手段に対してこれらの処理が楽曲の再生に同期するように時間間隔に従ったタイミングで処理コマンドを出力するという手段を用いた。
【0006】
また、方法的観点から、バックコーラスの再生方法として、所望の楽曲を指示するステップと、ヘッダ情報と歌詞情報と音楽情報とを有する楽曲情報のうち前記指示された楽曲情報を読み出し、音楽情報のうちの電子音データに従って電子音源を制御して楽曲を再生出力させると共に、処理コマンドを出力するステップと、音楽情報のうちの人声をコード符号化してなるバックコーラスデータに従ってバックコーラスを再生出力させるステップと、歌詞情報に従って歌詞映像を再生出力させるステップとを有し、前記楽曲を再生出力させるステップは、ヘッダ情報の制御データに基づいて歌詞表示やバックコーラスの再生に関する処理別のIDが設定されたデータ処理種別とそれらの処理タイミングの時間間隔を読み出し、データ処理種別に応じてバックコーラスの再生出力及び歌詞映像の再生出力が楽曲の再生に同期するように時間間隔に従ったタイミングで処理コマンドを出力するという手段を採用した。
さらに、上記主制御手段は、バックコーラスデータをブロック毎に区分したテイクデータのうち繰り返し使用するテイクデータを音声制御手段へ転送することとした。さらに主制御手段は、入力手段によって選択された音階の度合い値を受け、電子音再生手段および音声制御手段に音階変更指示と共にこの度合い値を送出し、電子音データとバックコーラスデータとを同期させながら音階変更することとした。
【0007】
【作用】
上述の手段を採用した本発明において、主制御手段は楽曲情報を音楽情報と歌詞情報とヘッダ情報とに解析し、内蔵タイマによって同期をとりながら、歌詞情報は歌詞表示制御手段へ、音楽情報のうちMIDI規格に準拠した電子音データは電子音再生手段へ、また、音楽情報のうちPCM化されたバックコーラスデータは音声制御部を介して音声制御手段へ送出し、各情報を並列に処理する。バックコーラスの再生動作を行う際、主制御手段は、電子音データの出現をもってヘッダ情報内の制御データにおける時間間隔のカウント設定値の測定を開始し、タイムアウトとなるタイミングで制御データ内の処理種別に対応する処理を行う。例えば、この処理種別がバックコーラス再生開始である場合に、電子音と同期をとりながらバックコーラスが再生される。その場合、バックコーラスは1曲の中で同じパターンを繰り返すことが多い。そこで、本発明では、バックコーラスデータを複数のブロックに区分し、そのブロックを再生単位であるテイクデータとし、このテイクデータを繰り返し使用するようにしたので、バックコーラスデータの記憶容量を小量化できる。
【0008】
さらに、入力手段からの音階変更指示によって電子音およびバックコーラスの音階を随時変更することにしたので、再生音楽の音階を歌唱者の声域に合わせることができる。
【0009】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付した図面に従って詳述する。先ず、本発明によるカラオケ装置は大別すると図1に示した通り、ホストコンピュータと通信を行うための通信制御手段M1と、ライブラリーリストなどの表示やホストに対してリクエストを行うときに曲番号を入力する入力手段M2と、受信した楽曲情報をダウンロードする記憶手段M3と、楽曲情報の処理や本装置の一連の制御を行う主制御手段M4と、MIDI規格に基づいた電子音データを処理する電子音再生手段M5と、PCM化されたバックコーラスデータを処理する音声制御手段M6と、歌詞や画像を表示する歌詞表示制御手段M7とから構成されている。
【0010】
上述した各手段のより詳細な構成を図2に従って説明する。先ずホストコンピュータ2はデジタル符号化された楽曲情報をデータベース1として多数蓄積しており、通信回線3を利用してカラオケ装置4と楽曲情報の通信を行う。本実施例では通信回線3としてISDNを利用したデジタル通信を行うこととしたが、アナログ電話回線を利用してアナログ通信を行うことも可能である。ここでは、通信回線に応じたインターフェイス6を用意することによって何れの通信形態をも選択することができる。
【0011】
カラオケ装置4において7はCPUを主要部とする通信制御部であり、図1における通信制御手段M1を構成するものである。また入力手段M2として、通信制御部7にI/Oポートを介して操作パネル8を接続している。通信制御部7は、主にホストコンピュータ2と楽曲情報に関するデータのやりとりを行う。操作パネル8はLCDおよびキーボードからなり、LCDには楽曲情報のライブラリーリストを表示し、このリストに従ってキーボードから曲番号を入力する。例えば、操作パネル8から所望する音楽の曲番号を入力すると、通信制御部7を介して曲番号データがホストコンピュータ2に送信される。そして、ホスト側からは、この曲番号と一致する楽曲情報が送信され、共通バス11を介して共有メモリ9にセーブされる。共有メモリ9は図1における記憶手段M3である。このようにホスト側に対してリクエストすることによって、歌唱者が所望する曲を受信・登録することができる。なお、記憶手段M3としての共有メモリ9は少なくとも楽曲情報1曲分の記憶容量を有すればよいが、本実施例では、演奏中の楽曲1曲と予約分8曲と割り込み分1曲の計10曲に相当する数Mバイトの記憶容量を有する共有メモリを用いた。すなわち、共有メモリ9上に複数曲分の楽曲情報を割り付けるようにしたため、一連の処理を迅速にすることができる。
【0012】
次に、10は主制御手段M4に相当するメインCPUであって、通信制御部7から共通バス11を介して供給される楽曲情報を処理する。この楽曲情報のデータ構造については後述することにし、メインCPU10の動作概要を述べると、このメインCPU10は単位毎の楽曲情報のデータ構造を音楽情報と歌詞情報とヘッダ情報とに解析し、内蔵タイマーによって同期を取りながら各情報を並列処理する。また、曲の進行中に操作パネル8から通信制御部7を介して曲の音階変更指示命令が送信されてきた場合、指定の音階に変更する動作も行う。本実施例では、音階を初期値において0とし、半音ごとに+1、−1という具合に度合い値を設け、上下5段階の音階変更を可能としている。12はハードディスク装置等の外部記憶部であり、予め格納した多数の楽曲情報ならびに歌詞表示のための文字パターンに応じた各種フォントデータを保存する。例えば、この外部記憶部12に登録済みの楽曲情報を共通バス11を介して共有メモリ9にロードしたり、共有メモリ9上の楽曲情報を外部記憶部12へ新規登録または再登録することも可能である。
【0013】
次に、電子音再生手段M5に相当する電子音源制御部13はメインCPU10で解析した音楽情報のうちMIDI規格に準拠した電子音データを処理する。この電子音源制御部13でメインCPU10から送信される電子音データをアナログ信号に変換し、アナログ信号として出力された電子音データをアンプ15とスピーカ16からなる拡声装置14に出力し、増幅・再生する。
【0014】
また、音声制御手段M6として17はCPUを有する音声制御部であり、メインCPU10で解析した音楽情報のうち人声として定義づけられているPCM信号を復元し、サンプルレート変換の各処理を行い、音程兼D/A変換部18へ出力する。こうして、音程兼D/A変換部18でアナログ化されたバックコーラス信号はアンプ15において電子音信号とミキシングされ、スピーカ16から出力される。
【0015】
そして、歌詞表示制御手段M7は、CPU22、ビデオメモリ23、グラフィックジェネレータ24および映像合成回路25から構成されている。この構成において歌詞を表示するには、メインCPU10で楽曲情報を解析して得た歌詞情報を共通バス11を介してCPU22が受信し、この歌詞情報の例えば1ページ分をビデオメモリ23に書き込む。グラフィックジェネレータ24はこの書き込まれた情報に基づいて外部記憶部12から適当な文字フォント等を呼び出し、アナログ化した歌詞・映像信号を作成する。映像合成回路25ではこの歌詞・映像信号を映像再生装置21からの動画映像信号にスーパーインポーズしてディスプレイ19に表示する。さらに、メインCPU10からのページ切替、歌詞色替、台詞スクロールおよび動画切替等の各動作指示に従って、例えば表示中の歌詞の色変更と同時に、LD20内に格納された動画データから指定の動画パターンに応じた動画表示を進行させる。
【0016】
続いて本発明における楽曲情報のデータ構成を図3に示す。楽曲情報は予め複数のファイルを合成・圧縮して作成されており、大別するとヘッダ情報と歌詞情報と音楽情報とから構成されている。以下、各情報別のデータ構造を同図に基づいてさらに説明する。
【0017】
先ずヘッダ情報には、再生順に分割した歌詞情報と音楽情報のそれぞれ分割単位毎の情報量を示すデータサイズD1と、歌詞・タイトルを表示するときに使用する文字フォントおよび色等の設定条件を示す表示設定データD2と、曲番号・曲名称からの曲検索を可能とするための識別データD3と、さらにデータ処理種別とそのタイミングを示す制御データD4が含まれる。
【0018】
歌詞情報には、シングル曲・メドレー曲かを区別する曲種類や、ソロ・ペアを示す歌手区分が付加されると共に、1曲内におけるタイトルの色・表示位置設定およびその表示内容を示すタイトルデータD5と、1ページ単位に構成された歌詞データD6と、さらに色替えを滑らかにするため、各ワード毎に1ドットの変色時間とそのドット数からなるワード色替データD7が含まれる。このうち歌詞データD6はページ単位毎に管理され、ページ毎に各行単位で文字・ふちどり色の設定および各行単位の文字数と1ページ分の歌詞内容が記憶されている。
【0019】
次に、音楽情報は電子音データD8とバックコーラスデータD9とから構成されている。電子音データD8は、1曲分のデータ長、および1曲分を処理単位毎に分割して得た複数の電子音処理データから構成され、個々の電子音データは時間間隔データと音源送出データとを備え、これが楽譜の1フレーズに対応している。さらに、上記バックコーラスデータD9と制御データD4を、図4に従ってさらに詳しく述べると、バックコーラスデータは同図に示したように、再生単位であるテイクの総数n(D10)と、曲の進行に合わせて再生順に、かつ任意に設定したテイク番号とそのデータ長を1ブロックとしてD11−1、D11−2、・・・、D11−nという具合にnブロックからなるテイク情報テーブルと、上記テイク番号に対応する複数個のテイクデータD12からなるテイクデータ群から構成されている。このテイクデータ群はD12−1、D12−2・・・D12−n’というようにn’個分のブロックからなり、各ブロックにはテイク情報テーブルのテイク番号D11に対応するテイク番号が付加されている。このテイク番号は必ずしも連番でなくてもよく、同一番号を再設定することによって、同一テイクデータの繰り返しを指定する。このため、テイクデータの総ブロック数n’とテイク総数D10のnとは必ずしも等しくない。
【0020】
図5(a)、(b)は制御データD4をさらに詳しく示したデータ形式である。制御データD4は1曲内に発生するタイミングに関する処理データ総数と再生順に区分された複数個のブロックからなり、これら各ブロックは曲のテンポを基に測定した時間間隔と処理種別とが対になって構成されている。このうち時間間隔は現処理タイミングと次の処理タイミングの間隔をカウント数で設定されるので、例えばメインCPU10の内部クロックを時間処理の基準として2クロックで1の割り込みカウント数を用いて測定することができる。そして、上記処理種別には、同図(b)に示すように歌詞表示及びバックコーラス再生開始に関する処理別IDが設定される。すなわち、この制御データD4は同図(a)で示すように、曲の進行に合わせて処理順に、時間間隔と処理種別を対応した処理データを1ブロックとし(D14−1、D15−1)・・・(D14−n”、D15−n”)のようにn”個分のブロックが続き、このn”が1曲中の処理データ総数D13に相当する。そしてブロック毎の処理種別には、同図(b)で示す各処理IDが設定される。例えば同図(a)において、処理種別の内容にバックコーラス再生開始を意味するID=5が付されたブロックが1番目と3番目に出現した場合、このブロックは(D14−1−1、D15−1−1)および(D14−3−2、D14−3−2、D15−3−2)を指す。この場合、制御データD4の1番目の処理データ(D14−1−1、D15−1−1)は図4におけるテイク情報テーブルの1番目のブロックであるテイク番号D11−1と対応し、また制御データD4の3番目の処理データ(D14−3−2、D15−3−2)と図4におけるテイク情報テーブルの2番目のブロックであるテイク番号D11−2とは互いに対応することになる。
【0021】
以下、上述のデータ構成とカラオケ装置4の構成において、本発明のカラオケ装置のバックコーラス再生動作を、音声制御部17を示した図6に従って説明する。同図においてメインCPU10と音声制御部CPU30とはコマンドレジスタ31、ステータスレジスタ33および第1入出力バッファ32によってコミュニケーションが行われている。メインCPU10がコマンドレジスタ31に指示コードを設定することによって、音声制御部CPU30への割り込みS1を発生させ、音声制御部CPU30へ動作指示する。この指示による処理結果はステータスレジスタ33を介してメインCPU10に通知される。指示コードとしてはバックコーラス再生開始の他に、終了、中断およびキー変更等である。
【0022】
先ず、電源オン時もしくはリセット時にROM34に記憶された制御プログラムによって音声制御部17の処理プログラムを第1入出力バッファ32を用いてメインCPU10からRAM35にダウンロードし、この処理プログラムをメインCPU10からのプログラム開始指示によって起動させる。こうして起動された音声制御部17の処理プログラムはバックコーラス再生開始時の各種指示に従った動作を実行可能とする。ここで、メインCPU10は、図5(a)に示した制御データD4の処理操作にあたり曲の最初の電子音データの出現をもって同図中に示す時間間隔のカウント設定値の測定を開始し、上述したように時間処理の割り込みカウント数がその設定値に達するいわゆるタイムアウトとなったタイミングで図5(b)に示すIDを持った各処理種別に対応した処理を行う。例えば同図(a)第1番目の処理データを読み、その処理種別D15−1−1の内容がバックコーラス開始を意味するID=5の場合、メインCPU10は音声制御部17に対してバックコーラス再生開始の指示コードを送出する。この指示コードを送出する前に、現処理に対応したバックコーラスデータD9内のテイク情報テーブルの最初のブロックに示すテイク番号・テイクデータ長D11−1を特定し、これに基づいてテイクデータ群から対応するテイクデータD12−1を読み出し、そのテイクデータD12−1の内容を先頭から順に第1入出力バッファ32に記憶させておく。
【0023】
この状態において、音声制御部CPU30がバックコーラス再生開始の指示コードをコマンドレジスタ31を介して受信すると、音声制御部CPU30は第1入出力バッファ32内のデータを取り出し、そのデータの復元処理として、例えばCCITTのG722規定に基づいた伸張を行う。そして音程兼D/A変換部18がAD−PCM方式によって16キロヘルツでサンプリングされた元データを32キロヘルツにサンプルレート変換し、この処理結果データを第2入出力バッファ36を用いて音程兼D/A変換部18に対し数十マイクロ秒毎に連続して送出する。このように、第1入出力バッファ32からそのバッファ容量分のデータを取り出したので、次の残テイクデータをメインCPU10に対して要求することにより1テイク分の処理が繰り返される。
【0024】
以上の処理によって、メインCPU10が制御データD4中のブロックを順次読み出し、電子音データD8の再生と同期を取りながら、そのブロックの処理種別にバックコーラス再生開始を意味するID=5が出現したときに、バックコーラス再生の動作が行われる。なお、バックコーラス演奏の終了は、メインCPU10から終了指示コードを受信してから第1入出力バッファ32が空になるまで行う。
【0025】
また、演奏中においてメインCPU10が操作パネル8から音階変更の指示を受信すると、メインCPU10は次のように電子音とバックコーラスの個々に対して処理を行う。電子音の処理は、電子音データD8を電子音源制御部13に対して送信しているので、音階変更は送信ワードとワードの間でタイミングを取って指定された音階の度合い値を電子音源制御部13に送信することによって行われる。一方、バックコーラスの処理では、メインCPU10がコマンドレジスタ31を介して音階度合い値と共に音声制御部CPU30に音階変更の指示をする。指示を受けた音声制御部CPU30は、音階移調量を算出してパラメータを作成し、SIOを介して音程兼D/A変換部18へ送信する。こうして指定された音階の度合い値に応じたバックコーラス音が再生される。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカラオケ装置において楽曲情報を電子音データとバックコーラスデータとに分離し、電子音データがMIDI規格に準拠したデータであることに対し、バックコーラスデータは人声音の音声信号をPCM化したデータを取り扱うようにしているため、それぞれの特徴を活かした音楽演奏を可能とする。また、ヘッダ情報、歌詞情報および音楽情報とが1つの楽曲に収容され、かつその楽曲再生時にヘッダ情報内の制御データを通じて歌詞情報及び音楽情報の各データに対し互いにタイミングを取るようにしているため、音楽再生および歌詞情報にずれが生じることなく、MIDI規格に従った電子音データは創造的な音づくりができる上、人声によるバックコーラスをこの電子音データにずれることなく合成することができるので高品質のカラオケ再生装置を提供することができた。
【0027】
さらに、バックコーラスデータを複数のブロックに区分し、そのブロック単位のテイクデータを繰り返し使用することによってバックコーラスデータの記憶容量を少なくし、この結果、1曲あたりの楽曲情報が少なくなるので本発明のカラオケ再生装置を小型化にできると同時に、処理能力を高めることができる。さらにまた、操作パネルからの指示によって曲の音階を随時変更することができるので、歌い手の声域に対応した再生が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成を示すブロック図
【図2】実施例の全体構成を示すブロック図
【図3】楽曲情報の構成を示す図
【図4】バックコーラスデータの構成を示す図
【図5】制御データの構成を示す図
【図6】音声制御部の内部構成を示すブロック図
【符号の説明】
M1 通信制御手段
M2 入力手段
M3 記憶手段
M4 主制御手段
M5 電子音再生手段
M6 音声制御手段
M7 歌詞表示制御手段
7 通信制御部
8 操作パネル
9 共有メモリ
10 メインCPU
13 電子音源制御部
17 音声制御部
18 音程兼D/A変換部
21 映像再生装置
D4 制御データ
D6 歌詞データ
D8 電子音データ
D9 バックコーラスデータ
D10 テイク総数
D11 テイク番号・データ長
D12 テイクデータ
D13 処理データ総数
D14 時間間隔
D15 処理種別
Claims (6)
- ヘッダ情報と歌詞情報と音楽情報とからなる楽曲情報を記憶する記憶手段と、
所望の楽曲を指示する入力手段と、
指示された楽曲情報を記憶手段から読み出し、この楽曲情報を音楽情報と歌詞情報とヘッダ情報とに解析し、内蔵タイマによって同期を取りながらヘッダ情報に従って各情報を並列処理する主制御手段と、
音楽情報のうちの電子音データに従って電子音源を制御して楽曲を再生出力させる電子音再生手段と、
音楽情報のうちの人声をコード符号化してなるバックコーラスデータに従ってバックコーラスを再生出力させる音声制御手段と、
歌詞情報に従って歌詞映像を再生出力させる歌詞表示制御手段とを有し、
前記主制御手段は、電子音再生手段に楽曲を再生出力させると共に、ヘッダ情報の制御データに基づいて歌詞表示やバックコーラスの再生に関する処理別のIDが設定されたデータ処理種別とそれらの処理タイミングの時間間隔を読み出し、データ処理種別に応じて音声制御手段、歌詞表示制御手段に対してこれらの処理が楽曲の再生に同期するように時間間隔に従ったタイミングで処理コマンドを出力する
ことを特徴とするカラオケ装置におけるバックコーラス再生装置。 - 主制御手段は、バックコーラスデータをブロック毎に区分したテイクデータのうち繰り返し使用するテイクデータを音声制御手段へ転送することを特徴とする請求項1記載のカラオケ装置におけるバックコーラス再生装置。
- 主制御手段は、入力手段によって指示された音階の度合い値を受け、電子音再生手段および音声制御手段に音階変更指示と共にこの度合い値を送出し、電子音データとバックコーラスデータとを同期させながら音階変更することを特徴とする請求項1記載のカラオケ装置におけるバックコーラス再生装置。
- 所望の楽曲を指示するステップと、
ヘッダ情報と歌詞情報と音楽情報とを有する楽曲情報のうち前記指示された楽曲情報を読み出し、この楽曲情報を音楽情報と歌詞情報とヘッダ情報とに解析し、内蔵タイマによって同期を取りながらヘッダ情報に従って各情報を並列処理するステップと、
音楽情報のうちの電子音データに従って電子音源を制御して楽曲を再生出力させるステップと、
音楽情報のうちの人声をコード符号化してなるバックコーラスデータに従ってバックコーラスを再生出力させるステップと、
歌詞情報に従って歌詞映像を再生出力させるステップとを有し、
前記楽曲を再生出力させるステップは、電子音再生手段に楽曲を再生出力させると共に、ヘッダ情報の制御データに基づいて歌詞表示やバックコーラスの再生に関する処理別のIDが設定されたデータ処理種別とそれらの処理タイミングの時間間隔を読み出し、データ処理種別に応じてバックコーラスの再生出力及び歌詞映像の再生出力が楽曲の再生に同期するように時間間隔に従ったタイミングで処理コマンドを出力することを特徴とするカラオケ装置におけるバックコーラス再生方法。 - バックコーラスの再生出力ステップは、バックコーラスデータをブロック毎に区分したテイクデータのうち繰り返し使用するテイクデータに基づいて行うことを特徴とする請求項4記載のカラオケ装置におけるバックコーラス再生方法。
- 楽曲の再生出力ステップ及びバックコーラスの再生出力ステップは、音階変更指示と音階の度合い値に基づいて、電子音データとバックコーラスデータとを同期させながら音階変更することを特徴とする請求項4記載のカラオケ装置におけるバックコーラス再生方法。
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