JP3663681B2 - ビブラート付加装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、歌唱音声信号に対して、音楽効果であるビブラートを付加するビブラート付加装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
歌唱技術の一つであるビブラートは、歌唱音に対して微小な周波数・振幅の振動を与える技術であり、特に長い伸ばし音に表情を与えることができるものである。長い音符を歌うときにビブラートを掛けないと音の変化が乏しくなり、歌唱が単調なものになりやすい。また、ビブラートはある程度のピッチのずれをごまかす作用も備えており、歌唱者はビブラートをかけることによって、歌唱ピッチが多少ずれてもよいという心理的な余裕をもつことができる。
【0003】
しかし、ビブラートは高度な歌唱技術であり、これを習得することは容易なことではないため、カラオケ装置などに適用する装置として、マイクから入力した歌唱音声信号に対して電気的にビブラートを付加するビブラート付加装置が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来より提案されているビブラート付加装置は、一定の大きさのビブラートを機械的に付加するのみの装置であったため、そのビブラートが機械的な印象をあたえてしまい、却って曲の演奏効果が低下する欠点があった。また、電子楽器などでは、モジュレーションホイールなどを用いて楽音のビブラートに強弱を与えることができる機能も実用化されているが、この機能は演奏に習熟した演奏者が手動でコントロールする機能であり、一般のカラオケ歌唱者のビブラート制御には不向きであった。
【0005】
この発明は、歌唱音声に合わせて適度なビブラートをかけることができるビブラート付加装置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】
請求項1の発明は、入力された歌唱音声信号の周期毎の相関を検出する相関検出手段と、相関検出手段が検出した相関に基づいて同じ音の持続時間を推定し、この持続時間が一定時間以上になったとき、ビブラートの付加の開始を指示するトリガ信号を発生するトリガ発生手段と、前記トリガ発生手段がトリガ信号を発生したことに応じて、前記歌唱音声信号にビブラートを付加するビブラート付加手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、ビブラート波形を記憶するビブラート波形記憶手段をさらに備え、前記ビブラート付加手段は、前記ビブラート波形記憶手段から読み出したビブラート波形で前記歌唱音声信号を変調することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1,2の発明において、前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて、該歌唱音声信号に付加するビブラートの深さの変化を制御することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1〜3の発明において、前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号の音量に基づいて、該歌唱音声信号に付加するビブラートの最大深さを決定することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1,2の発明において、前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号の音量に基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの最大深さを決定するテーブル、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの周期を決定するテーブル、および、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの深さが前記最大深さに到達するまでの時間を決定するテーブルを有し、前記テーブルを用いて決定した最大深さ,周期、最大深さに達するまでの時間に基づいて前記歌唱音声信号に付加するビブラートを制御することを特徴とする。
【0007】
上記構成において、同じ音の持続時間が一定時間以上になったとき歌唱音声信号にビブラートを付加する。これにより、歌唱者がビブラートなしで歌唱しても、その歌唱に最もあった音符にビブラートを自動的にかけることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明を適用したビブラート付加装置を含むカラオケシステムの構成図である。このカラオケシステムは、カラオケ装置本体1,前記ビブラート付加装置2,歌唱用のマイク3,ステレオスピーカ4,モニタ5および採点機6からなっている。カラオケ装置本体1は、内部にカラオケ演奏用のデータである楽曲データを複数記憶しており、利用者の選択によってそのなかの1曲を読み出して自動演奏する。ビブラート付加装置2は、マイク3から入力される歌唱音声信号に対してビブラートなどの効果を付与して前記カラオケ装置本体に入力する。カラオケ装置本体1はカラオケ伴奏音信号と歌唱音声信号をミキシングし、エコーなどの効果を付与してステレオスピーカ4に出力する。また、前記楽曲データには歌詞表示データや背景映像を表示するためのデータも含まれている。カラオケ装置本体1はこれらのデータに基づいて背景映像に歌詞テロップをスーパーインポーズしたものをモニタ5に表示する。また、採点機6はカラオケ装置本体1から入力されるガイドメロディデータと、ビブラート付加装置2から入力される歌唱音声信号のピッチデータとを比較し、その一致の程度に基づいて点数を算出して表示する。
【0009】
図2は前記カラオケ装置本体1の概略ブロック図である。楽曲データ記憶装置10はハードディスク装置などで構成されており、内部に数千曲分の楽曲データを記憶している。演奏実行部11は、利用者からの選曲入力に基づいて、楽曲データ記憶装置10から楽曲データを読み出す。利用者の選曲入力は、リモコンなどを用いて行われる。演奏実行部11は、読み出した楽曲データを楽音形成部12および画像作成部13に順次送りだすことによって、カラオケ演奏を実行する。楽音形成部12は音源装置などからなっており、入力された楽曲データに基づいて楽音信号を形成する。画像作成部13は、演奏実行部11から入力される歌詞情報に基づいて歌詞の文字パターンを生成する。また、画像作成部13は内部にLDプレーヤなどの背景映像再生装置を有しており、カラオケ演奏時には、この背景映像再生装置から背景映像を読み出し、この背景映像と前記歌詞の文字パターンとを合成して表示画像を作成する。作成された画像はモニタ5に出力される。一方、前記楽音形成部12が形成したカラオケ演奏音はミキサ14に出力される。ミキサ14には前記ビブラート付加装置2によってビブラートなどの効果を付与された歌唱音声信号が入力される。ミキサ14はこれらの信号を左右2チャンネルにそれぞれ適当なレベルで振り分ける。振り分けられたステレオ信号はサウンドシステム15でD/A変換および増幅されたのち、スピーカ4に出力される。なお、演奏実行部11は楽曲データに含まれているガイドメロディトラックのデータを曲の進行に同期して読み出し、このデータを採点機6に出力する。
【0010】
図3はビブラート付加装置2のブロック図である。歌唱用のマイク3はマイクアンプ20に接続されている。マイクアンプ20はマイク3から入力された歌唱音声信号を装置内部で処理可能なレベルにまで増幅する。増幅された歌唱音声信号はA/Dコンバータ21に入力される。A/Dコンバータ21は、入力された信号をディジタルデータに変換して音声分析用DSP22および効果用DSP24に入力する。音声分析用DSP22は、ピッチおよび音量を検出し、さらに、検出されたピッチに基づいて同じ音の持続時間を検出する。これらピッチ,音量および同じ音の持続時間の情報がビブラート信号発生器23に入力される。
【0011】
ビブラート信号発生器23は、入力されたピッチ,音量および同じ音の持続時間の情報に基づいてビブラート信号の周波数,深さおよびその発生タイミング,エンベロープなどの条件を決定し、これらの条件に基づいてビブラート信号を生成する。生成されたビブラート信号は効果用DSP24に入力される。
【0012】
効果用DSP24では、入力されたビブラート信号により歌唱音声信号に対してビブラートを付加する。ビブラートは、歌唱音声信号の周波数変調と、これに同期した微小な振幅変調である。すなわち、周波数変調によって周波数が高くなったとき振幅変調によって振幅が大きくなり、周波数が低くなったときに振幅が小さくなるように同じビブラート信号波形で同期して変調する。このとき、聴感的には振幅変調の度合いが周波数変調の度合いに比べて小さくなるように両方の深さを調節する。なお、効果用DSP24はビブラートの付加のみならず、リバーブやコーラスなどの種々の効果を歌唱音声信号に付与することができるものとする。
【0013】
図4を参照して上記音声分析用DSP22,ビブラート信号発生器23および構成用DSP24の機能を詳細に説明する。この図は各機能をブロック化して記載しているが、各機能はマイクロプログラムで実現される。音声分析用DSP22においては、まず、ピッチ検出部30,音量検出部31が歌唱音声信号のピッチおよび音量を検出する。ピッチの検出は瞬時値であっても平均値であってもよく、音量の検出はピーク値であっても平均値であってもよい。周期切出部32は検出されたピッチに基づいて音声信号波形の1周期の時間を算出し、歌唱音声信号からこの長さの波形データを切り出す。切り出された波形データは、ディレイ34および相関検出部33に入力される。相関検出部33にはディレイ34からも1周期分の波形データが入力される。ディレイ34から入力される波形データは、周期切出部32から直接入力される波形データの1周期前のものである。相関検出部33は、周期切出部32から直接入力された(今回の)波形データと、ディレイ34から入力された(前回の)波形データとを比較して、その形状がほぼ同一であれば同じ音が持続されていると判定し、形状が全く異なっていれば音が変化したと判定する。この判定結果はビブラート信号発生器23のビブラートトリガ発生部40に出力される。また、ピッチ検出部30が検出したピッチデータは、ビブラート信号発生器23のビブラート周波数決定部41およびビブラートEG決定部42に出力される。また、音量検出部31が検出した音量データは、ビブラート信号発生器23の深さ決定部43に出力される。
【0014】
ビブラート信号発生器23においては、ビブラートトリガ発生部40が同じ音の持続時間をカウントし、これが一定時間を超えるとビブラートトリガ信号を発生する。このビブラートトリガ信号はビブラート信号生成部45に入力される。ビブラート信号生成部45は、ビブラートトリガ信号が入力されると、ビブラート周波数決定部41,ビブラートEG決定部42および深さ決定部43に対してビブラートの周波数,EG(最大深さに達するまでの時間)および最大深さのパラメータを決定するように指示し、決定されたビブラートの周波数,EGおよび最大深さのパラメータを読み込む。ビブラート信号生成部45は、これらパラメータに基づいてビブラート波形メモリ44をアクセスし、波形データを読み出すことによってビブラート信号を生成する。上記パラメータおよびビブラート波形の例を図5(D)に示す。ビブラート波形メモリ44に記憶する波形データとしてはサイン波や三角波など計算によって算出される波形を用いてもよいが、歌手が実際に歌唱したときのビブラート波形をサンプリングしてビブラート波形メモリに記憶するようにしてもよい。また、ビブラート波形メモリ44に代えて、サイン波や三角波の波形値を算出する演算部を設けてもよい。
【0015】
ビブラート信号生成部45が生成したビブラート信号は効果用DSP24の変調部50に入力される。変調部50においては、歌唱音声信号に対してビブラート信号による周波数変調,振幅変調が掛けられる。
【0016】
なお、上記ビブラート周波数決定部41,ビブラートEG決定部42および深さ決定部43は、それぞれ図5 (A), (B), (C) に示すパラメータ変換テーブルを備えており、入力パラメータ(ピッチデータまたは音量データ)でこのテーブルをルックアップすることによって出力パラメータ(ビブラートの周波数,EGおよび最大深さのデータ)を割り出す。同図(A)のパラメータ変換テーブルによれば、ピッチが高いほどビブラート周波数が高く設定される。すなわち、歌唱の周波数(ピッチ)に応じてビブラート周波数も制御される。また、同図(C)のパラメータ変換テーブルによれば、歌唱の音量が大きいほどビブラートの最大深さが大きく設定される。すなわち、歌唱音量とビブラートの深さが関連づけられている。さらに、同図(C)のパラメータ変換テーブルによれば、歌唱のピッチが高いほど、ビブラートEGの値が大きく設定される。ビブラートEGの値は、ビブラートの深さが0からスタートしたのち同図(C)のパラメータ変換テーブルで決定された最大深さに到達するまでの速度である。これにより、ビブラートの深さの変化速度と歌唱ピッチとが関連づけられている。
【0017】
なお、同じ音の持続時間が一定時間を超えたときビブラートトリガ信号を発生するようにしたのは、細かい音に対してビブラートを付加すると音程が安定しない感じに聞こえるため、一定時間以上の長さの音に対してのみビブラートを付加するためである。
【0018】
上記実施形態では、カラオケ装置本体とマイクとの間に挿入して接続する装置であるため、既存のカラオケ装置に追加して接続して使用することができる。なお、カラオケ装置に内蔵するようにしてもよい。
【0019】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、歌唱音声信号の状態に応じてビブラートが制御されるため、機械的でなく表現力のあるビブラートを付加することができる。
【0020】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されるカラオケシステムの構成を示す図
【図2】同カラオケシステムに用いられるカラオケ装置本体の概略構成図
【図3】同カラオケシステムに用いられるビブラート付加装置のブロック図
【図4】同ビブラート付加装置の機能ブロック図
【図5】同ビブラート付加装置に用いられるパラメータ変換テーブルの内容を示す図
【符号の説明】
1−カラオケ装置本体、2−ビブラート付加装置、
22−音声分析用DSP、23−ビブラート信号発生器、
Claims (5)
- 入力された歌唱音声信号の周期毎の相関を検出する相関検出手段と、
相関検出手段が検出した相関に基づいて同じ音の持続時間を推定し、この持続時間が一定時間以上になったとき、ビブラートの付加の開始を指示するトリガ信号を発生するトリガ発生手段と、
前記トリガ発生手段がトリガ信号を発生したことに応じて、前記歌唱音声信号にビブラートを付加するビブラート付加手段と、
を備えたことを特徴とするビブラート付加装置。 - ビブラート波形を記憶するビブラート波形記憶手段をさらに備え、
前記ビブラート付加手段は、前記ビブラート波形記憶手段から読み出したビブラート波形で前記歌唱音声信号を変調する手段である請求項1に記載のビブラート付加装置。 - 前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて、該歌唱音声信号に付加するビブラートの深さの変化を制御する請求項1または請求項2に記載のビブラート付加装置。
- 前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号の音量に基づいて、該歌唱音声信号に付加するビブラートの最大深さを決定する請求項1、請求項2または請求項3に記載のビブラート付加装置。
- 前記ビブラート付加手段は、
前記歌唱音声信号の音量に基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの最大深さを決定するテーブル、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの周期を決定するテーブル、および、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの深さが前記最大深さに到達するまでの時間を決定するテーブルを有し、
前記テーブルを用いて決定した最大深さ,周期、最大深さに達するまでの時間に基づいて前記歌唱音声信号に付加するビブラートを制御する請求項1または請求項2に記載のビブラート付加装置。
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