JP4078375B2 - 音楽ゲーム機 - Google Patents

Description

本発明は、音楽再生機器にて再生される音楽の音楽再生信号を取り込んでその音楽の特徴を判別する機能を備えた音楽ゲーム機に係り、特には電源電池から供給される電力にて動作する携帯型の音楽ゲーム機に関する。

携帯型オーディオプレーヤのような音楽再生機のライン出力端子から出力される音楽再生信号はヘッドフォン等の音声出力装置による音声変換を前提として生成されるアナログ信号であり、音楽のジャンルといった特徴を判別するための情報は音楽再生信号に加えられていない。一方、ユーザの音声を認識する機能を備えたゲーム機としては、マイクから入力された音声信号を解析し、その解析結果をキャラクタの形態に反映させるゲーム機が提供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２９６４９号公報

携帯型オーディオプレーヤから出力される音楽再生信号を音楽ゲーム機に取り込み、その音楽再生信号にて再生されるべき音楽の特徴を判別し、その判別結果をゲーム内容に反映させる携帯型の音楽ゲーム機が検討されている。しかし、そのようなゲーム機において、ゲーム内容の制御に使用されるマイクロプロセッサを利用して音楽の特徴を判別するためには、音楽再生機器から継続的に出力されるアナログの音楽再生信号に対して音楽の特徴に相関する信号を取り出し、その信号をマイクロプロセッサにて処理可能なデジタル信号へ変換するといった処理が必要となり、その処理を行うための信号処理部を設ける必要が生じる。音楽再生信号は短くても数十秒、長いものでは数分以上に亘って継続的に出力されるため、音楽再生中に継続して信号処理を行えば消費電力が嵩み、音楽ゲーム機の電源電池が早期に消耗するおそれがある。

そこで、本発明は電源電池から供給される電力で動作する携帯型の音楽ゲーム機において、音楽の特徴判別に消費される電力を削減して電源電池の消耗を抑えることが可能な音楽ゲーム機を提供することを目的とする。

本発明の音楽ゲーム機は、電源電池（１８）から供給される電力で動作する携帯型の音楽ゲーム機（１）において、音楽再生機器（１００）から出力される音楽再生信号を取り込む信号入力部（４）と、前記信号入力部に取り込まれた音楽再生信号から、該音楽再生信号によって再生される音楽の特徴に相関する信号を取り出して出力する信号処理部（１０）と、前記信号処理部から出力された信号を所定のサンプリング周期（Ｔｍ）毎に処理し、その処理結果に基づいて、前記特徴を判別する特徴判別部（３０、３１）と、前記特徴判別部の判別結果をゲーム内容に反映させるゲーム制御部（３２）と、前記音楽再生機器からの前記音楽再生信号の出力の有無を判別し、前記音楽再生信号の出力が検出されている間に、前記信号処理部に対して所定の電力供給周期（Ｔｐ）毎でかつ一回につき前記サンプリング周期以上の時間長（Ｔｑ）で断続的に前記電源電池から電力が供給され、前記音楽再生信号が出力されていないときは前記電源電池から前記信号処理部への電力供給が停止されるように、前記電源電池から前記信号処理部への電力供給を管理する電源管理部（３３）と、を備えたことにより、上述した課題を解決する。

本発明の音楽ゲーム機においては、音楽再生機器からの音楽再生信号の出力が電源管理部にて検出されている間に、信号処理部に対して所定の電力供給周期毎でかつ一回につきサンプリング周期以上の時間長で断続的に電源電池から電力が供給されるように電力の供給が管理される。音楽再生機器からの音楽再生信号の出力が検出されない場合、電源管理部は、電源電池から信号処理部への電力の供給が停止されるように電力供給を管理する。信号処理部は、電力が供給されている時間長に限って音楽再生信号を処理し、その処理結果を出力する。この場合の時間長は特徴判別部の処理単位であるサンプリング周期以上に設定されているので、一回の電力供給により最低でも一周期分の信号が信号処理部から特徴判別部へと出力される。特徴判別部は、信号処理部から出力される信号をサンプリング周期を単位として処理することにより、音楽再生信号にて再生されるべき音楽の特徴を判別する。このように、本発明の音楽ゲーム機によれば、特徴判別部のサンプリング周期以上の時間長ずつ断続的に信号処理部に電力を供給しているので、信号処理部からサンプリング周期に相当する時間長の信号の出力を保障しつつ、信号処理部への必要以上の電力供給を抑えることができる。これにより、音楽の特徴判別に消費される電力を削減して電源電池の消耗を抑えることができる。

本発明の音楽ゲーム機の一形態において、前記信号処理部は、前記音楽再生信号から所定周波数域の積分値及び微分値の少なくともいずれか一方に相当する信号を前記音楽の特徴に相関する信号として取り出して出力してもよい。音楽再生機器からの音楽再生信号に含まれる所定周波数域の積分値、あるいは微分値には、音楽のジャンルやテンポといった音楽の特徴が含まれている。この形態によれば、音楽再生信号から所定周波数域の積分値及び微分値の少なくともいずれか一方に相当する信号を音楽の特徴に相関する信号として取り出すことにより、音楽の特徴を判別することができる。

本発明の音楽ゲーム機の一形態において、前記信号処理部は、前記音楽再生信号に含まれる互いに異なる周波数域の信号を通過させる複数のフィルタ回路（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）と、前記複数のフィルタ回路をそれぞれ通過した信号の積分値又は微分値の少なくともいずれか一方を前記音楽の特徴に相関する信号として出力する複数の処理回路（１４、１５、１６）と、を備えていてもよい。この形態によれば、複数のフィルタ回路及び複数の処理回路を備えることにより、音楽再生信号から所定周波数域の積分値及び微分値の少なくともいずれか一方に相当する信号を取り出し、音楽の特徴を判別することができる。

複数のフィルタ回路を備えた上記の一形態において、前記特徴判別部は、前記信号処理部から出力される信号を所定のサンプリング単位時間（Ｔｎ）ずつ取り込んで、前記サンプリング単位時間内に前記信号の値が所定レベルを超えるか否かを判定し、前記所定レベルを超える値が検出されたと判定された回数を前記サンプリング周期毎でかつ前記信号の値別に集計した解析データ（Ｄ１）を生成するデータ生成部（３０）と、前記解析データに記述された集計値（ｓｕｍ０１…ｓｕｍ０Ｎ、ｓｕｍ１１…ｓｕｍ１Ｎ、ｓｕｍ２１……ｓｕｍ２Ｎ）に基づいて前記音楽再生機器から出力される音楽のジャンルを前記特徴として判別するデータ解析部（３１）と、を備えていてもよい。解析データに記述された集計値には音楽の特徴が含まれている。この形態によれば、データ解析部が集計値に基づいた解析を行うことにより、音楽のジャンルの特徴を抽出してジャンルを判別することができる。

解析データに記述された集計値を利用する音楽ゲーム機の一形態において、前記データ解析部は、２以上の所定数のサンプリング周期のそれぞれに対応した解析データが生成されていることを条件として前記集計値に基づく前記音楽のジャンルの判別を実行し、前記所定数未満のサンプリング周期に対応した解析データしか得られていない場合には前記音楽のジャンルの判別を実行しないこととしてもよい。この形態によれば、音楽の特徴に相関する信号を、時間的に離散した２以上の時期においてサンプリングして音楽のジャンルを解析するため、例えば音楽の導入部といわゆるサビの部分とを取得してジャンルを判別する等、音楽の変化をジャンル判別の要素に取り込むことが可能となり、ジャンル判別の精度を高めることができる。

本発明の音楽ゲーム機の一形態において、前記電源管理部は、前記音楽再生機器から前記音楽再生信号が所定時間に亘って出力されていないときに前記音楽再生信号が出力されていないと判断して前記電源電池から前記信号処理部への電力供給を停止させてもよい。この形態によれば、音楽再生機器から音楽再生信号が一定の時間に亘って出力されていない場合に限って信号処理部への電力供給が停止される。従って、音楽の変調部分等で生じる一時的な無信号状態を音楽の終了として誤って判別するおそれを排除し、信号処理部に対する電力供給をより適切に管理することができる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の音楽ゲーム機によれば、音楽再生機器にて音楽再生信号が出力されている場合には、特徴判別部における特徴判別の単位であるサンプリング周期以上の時間長に限って信号処理部に電源供給周期に従って断続的に電力が供給され、音楽再生機器からの音楽再生信号の出力が検出されない場合には電源電池から信号処理部への電力の供給が停止されるように電力供給が管理されるので、信号処理部からサンプリング周期に相当する時間長の信号の出力を保障しつつ、信号処理部への必要以上の電力供給を抑えることができる。これにより、音楽の特徴判別に消費される電力を削減して電源電池の消耗を抑えることができる。

図１は本発明の一形態に係る音楽ジャンル判別装置が組み込まれた携帯型のゲーム機を示している。ゲーム機１は、携帯型音楽プレーヤ１００と組み合わせて使用されるものであり、筐体２と、その筐体２の前面に取り付けられた表示装置としてのＬＣＤ３とを備えている。筐体２にはライン入力端子４及びフォン端子５が設けられている。ライン入力端子４は携帯型音楽プレーヤ１００のライン出力端子１０１と中継ケーブル１０２を介して接続される。フォン端子５はイヤフォン１０３と接続される。つまり、本形態のゲーム機１は、携帯型音楽プレーヤ１００とこれに組み合わされるべき音声出力装置との間に介装されて使用される。音楽プレーヤ１００と組み合わされる音声出力装置はイヤフォン１０３に限らない。すなわち、携帯型音楽プレーヤ１００は、スピーカ、ヘッドフォン等の各種の音声出力装置に向けて音声変換用の音楽再生信号を出力できるものであればよく、その記録媒体の形式、再生方式といった細部は問わない。さらに、音楽プレーヤは携帯型に限らず、家庭用オーディオ、テレビ、パーソナルコンピュータ、市販の携帯電子ゲームといった音楽を出力する各種の機器を含む。

ゲーム機１は、音楽プレーヤ１００のライン入力端子４から出力される音楽再生信号をイヤフォン１０３へ通過させる中継器として機能するとともに、音楽プレーヤ１００から出力される音楽再生信号を解析し、その解析結果に応じたゲームをユーザに提供するゲーム機としての機能を有している。図２は、ゲーム機１の内部に設けられた制御系のうち、特に音楽再生信号を取り込んで解析する機能に関わる部分の構成を示すブロック図である。ゲーム機１は、信号入力部としてのライン入力端子４からフォン端子５へアナログの音声再生信号を通過させるバイパス経路Ｒ１と、ライン入力端子４から分岐経路Ｒ２を介して取り込まれる音声再生信号を処理する信号処理部１０と、その信号処理部１０の出力信号と分岐経路Ｒ１から分岐経路Ｒ３に導かれる音楽再生信号とを取り込む制御ユニット１１と、ゲーム機１の各部に電力を供給するための電源電池１８と、その電源電池１８から信号処理部１０への電力の供給を制御する電源制御回路１９とを有している。なお、経路Ｒ１、Ｒ２はいずれも右チャンネル、左チャンネル及びアースチャンネルの３本のラインで構成されるが、図では１本で代表して示している。また、分岐経路Ｒ３は、右チャンネル及び左チャンネルのうち少なくともいずれか一方と制御ユニット１１とを結ぶものでよい。

信号処理部１０は、ライン入力端子４から取り込まれた音楽再生信号の低周波成分のみを通過させる一対のローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２Ａ、１２Ｂと、その音楽再生信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１３Ａと、ＬＰＦ１２Ａの出力信号を積分する積分回路１４と、ＬＰＦ１２Ｂの出力信号を微分する微分回路１５と、ＨＰＦ１３Ａの出力信号を微分する微分回路１６と、各回路１４〜１６の出力信号をデジタル信号に変換して制御ユニット１１に出力するＡ／Ｄ変換器１７Ａ〜１７Ｃとを備えている。ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂが通過させる周波数域は例えば１０００Ｈｚ以下に設定され、ＨＰＦ１３Ａが通過させる周波数域は例えば１０００Ｈｚ以上に設定される。なお、周波数域の設定値はこれらの例に限らない。例えば、ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂが通過させる周波数域を５００Ｈｚ以下に設定し、ＨＰＦ１３Ａが通過させる周波数域を１０００Ｈｚ以上に設定してもよい。さらに、ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂが通過させる周波数域は互いに等しく設定されてもよいし、相違してもよい。両者の通過周波数域が一致する場合には、ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂに代えて単一のＬＰＦを設け、その出力信号を積分回路１４及び微分回路１５に分岐してもよい。

制御ユニット１１は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）と、そのＭＰＵの動作に必要な周辺装置、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置、を組み合わせたコンピュータユニットとして構成されている。制御ユニット１１には、上述したＬＣＤ３が制御対象として接続されるとともに、ゲームの指示等を与えるための入力装置２０、音声、効果音等を発生させるためのスピーカユニット（ＳＰ）２１が接続される。さらに、スピーカユニット２１への接続経路にはフォン端子５も接続される。

制御ユニット１１は、ＬＣＤ３にゲーム画面を表示させる等の処理を実行することにより、ユーザに対して各種のゲーム機能を提供する。そのゲームに付帯した機能として、制御ユニット１１は信号処理部１０の出力信号を解析して音楽のジャンルを判別する機能を有している。図３は制御ユニット１１の機能ブロック図である。制御ユニット１１のＭＰＵ（図示せず）が所定の制御プログラムを記憶装置２５から読み込んで実行することにより、制御ユニット１１の内部には、論理的装置として、特徴判別部としてのデータ生成部３０及びデータ解析部３１と、ゲーム制御部３２と、電源管理部３３とが生成される。データ生成部３０は信号処理部１０の出力信号を処理して解析データＤ１を生成し、これを記憶装置２５に記憶する。データ解析部３１は、解析データＤ１を読み出して所定の手法により音楽のジャンルを判別し、その判別結果に応じて履歴データＤ２を更新する。そのジャンル判別には記憶装置２５に記録された判別参照データＤ３が参照される。ゲーム制御部３２は、履歴データＤ２を参照しつつ所定のゲームプログラム（不図示）に従ってゲームを実行する。電源管理部３３は、分岐経路Ｒ３からの音声再生信号の入力の有無を判別し、その判別結果に基づいて電源電池１８から信号処理部１０への電力の供給（電源オン）及び供給停止（電源オフ）を切り替え制御する。

次に、図４〜図８を参照してゲーム機１によるジャンル判別に関する処理を説明する。図４はライン入力端子４から信号処理部１０に入力される音楽再生信号の波形の一例である。信号処理部１０では、ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂにより音楽再生信号の低周波成分が取り出され、ＨＰＦ１３Ａにより高周波成分が取り出される。取り出された低周波成分の積分値が積分回路１４から出力され、低周波成分の微分値が微分回路１５から出力され、高周波成分の微分値が微分回路１６から出力される。出力された積分値及び微分値はＡ／Ｄ変換器１７Ａ〜１７Ｃでデジタル信号に変換されて制御ユニット１１のデータ生成部３０に入力される。データ生成部３０には、信号処理部１０から出力される積分値及び微分値を処理するための基準時間として、図４に示すサンプリング周期Ｔｍと、図５（積分回路１４の出力波形の一例を示す図である）に示すサンプリング単位時間Ｔｎの二種類の時間長が設定されている。サンプリング周期Ｔｍはサンプリング単位時間Ｔｎの整数倍である。一例として、サンプリング周期Ｔｍが５秒、サンプリング単位時間Ｔｎが２０ミリ秒にそれぞれ設定される。

制御ユニット１１のデータ生成部３０では、積分値及び微分値をサンプリング単位時間Ｔｎずつ取り込んで、そのサンプリング単位時間Ｔｎ内に積分値及び微分値がそれぞれ所定レベルを超えるか否かを判定する。そして、所定レベルを超える値が検出されたと判定された回数をサンプリング周期Ｔｍ毎に、かつ積分値及び微分値別に集計して解析データＤ１を生成する。例えば、図４に設定された一つのサンプリング周期Ｔｍにおける低周波成分の積分値が図５のように変動していた場合、データ生成部３０では各サンプリング単位時間Ｔｎ内で積分値が所定の閾値ＴＨを超えるか否かを監視し、積分値が閾値ＴＨを超えた場合に積分値が所定レベルを超えたと判定する。但し、一つのサンプリング単位時間Ｔｎ内で積分値が閾値ＴＨを超えた回数に関係なく、一度でも超えたならば回数は１としてカウントされる。この判定処理をサンプリング周期Ｔｍ内においてサンプリング単位時間Ｔｎ毎に繰り返し、サンプリング周期Ｔｍの経過時点で所定レベルを超えたと判定された回数を計数する。サンプリング周期Ｔｍが５秒、サンプリング単位時間Ｔｎが２０ミリ秒であれば、一周期Ｔｍにおける回数の最小値は０、最大値は２５０である。

制御ユニット１１のデータ生成部３０は上記のような処理を積分値及び微分値のそれぞれについて個別に実行し、計測された回数をサンプリング周期Ｔｍ毎に順次集計して図６のように解析データＤ１を生成する。図６の解析データＤ１において、チャンネルｃｈ０は積分回路１４からの出力に、チャンネルｃｈ１は微分回路１５からの出力に、チャンネルｃｈ２は微分回路１６からの出力にそれぞれ対応する。サンプル番号ｓｍｐ１〜ｓｍｐＮは音楽再生信号の開始時点からの周期の番号に対応する。ここでは音楽再生信号が全部でＮ周期に相当するものと仮定している。そして、サンプル番号ｓｍｐＸ（但し、Ｘは１〜Ｎ）におけるチャンネルｃｈ０の集計値ｓｕｍ０Ｘは、処理開始時点からのＸ番目のサンプリング周期ＴｍＸにおいて低周波成分の積分値が所定のレベルＴＨを超えたと判定された回数を示す。例えば、ｓｕｍ０１は最初のサンプリング周期において低周波成分の積分値が閾値ＴＨを超えたと判定された回数に相当する。他のチャンネルｃｈ１〜ｃｈ２についても同様である。

制御ユニット１１のデータ解析部３１は、解析データＤ１に記述されている集計値について、チャンネル毎、つまり積分値及び微分値毎の平均値Ｍ０〜Ｍ２と、低周波成分及び高周波成分の微分値に関して解析データＤ１に記述されている集計値の変動係数ＣＶ１、ＣＶ２とを演算する（図６参照）。ここで、変動係数とは、集計値の標準偏差を平均値で割った値を百分率で表わした値であり、データのばらつきの大きさを評価する尺度として統計処理に用いられる値の一種である。例えば集計値の標準偏差をＳＤ、平均値をＭとすれば、変動係数ＣＶ＝（ＳＤ／Ｍ）×１００で与えられる。さらに、データ解析部３１は、演算結果識別データＤ４を参照し、平均値Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、変動係数ＣＶ１、ＣＶ２のそれぞれに対応する識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２を取得する。演算結果識別データＤ４は、平均値Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２及び変動係数ＣＶ１、ＣＶ２のそれぞれの値と、識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２とを対応付けるテーブルの集合である。識別値は平均値又は変動係数が取り得る範囲を所定段数で区分したときの各区分を代表する値である。例えば、平均値Ｍ０のテーブルでは、図７に示したように、平均値Ｍ０が取り得る０〜２５０の値の範囲を３つの閾値ａ、ｂ、ｃ（但し、ａ＜ｂ＜ｃ）により４段階に区分し、各区分を識別値０〜３にて代表している。そして、データ解析部３１は、図７のテーブルを参照することにより、平均値Ｍ０に対応する０〜３のいずれか一つの値を識別値ｄＭ０として取得する。平均値Ｍ１、Ｍ２及び変動係数ＣＶ１、ＣＶ２についても、図示しないが同様なテーブルが用意されている。データ解析部３１は、取得された平均値Ｍ１、Ｍ２及び変動係数ＣＶ１、ＣＶ２に対応する識別値ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２を同様の手順で取得する。なお、平均値Ｍ１、Ｍ２にそれぞれ対応する識別値ｄＭ１、ｄＭ２は０〜２の３段階、変動係数ＣＶ１、ＣＶ２にそれぞれ対応する識別値ｄＣＶ１、ｄＣＶ２は０又は１の２段階にそれぞれ区分されている。但し、各識別値の区分段数は適宜に変更してよい。

データ解析部３１は、取得された識別値ｄＭ０〜ｄＣＶ２を、識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２の順に並べることにより、音楽再生信号の波形を特徴付ける５桁の数値を判定値として取得する。例えば、識別値ｄＭ０が１、ｄＭ１が０、ｄＭ２が０、ｄＣＶ１が０、ｄＣＶが１の場合には、判定値として１０００１が得られる。判定値は本例では１４４通り得られることになる。なお、判定値を得るための識別値ｄＭ０〜ｄＭ２及びｄＣＶ１、ｄＣＶ２の並び順は本形態に限定されず、任意に指定してもよい。

さらに、データ解析部３１は、上述した５桁の判定値に基づいて、音楽再生信号にて再生されるべき音楽のジャンルを判別する。このジャンル判別においては判別参照データＤ３が参照される。図８に例示したように、判定参照データＤ３には、音楽のジャンルＡ〜Ｘと上述の１４４通りの判定値とが対応付けて記述されている。ここでいうジャンルとは、例えば、クラッシック、ロック、バラード、ＪＡＺＺといった音楽の内容を区別するために使用される概念である。データ解析部３１では、判定参照データＤ３と比較して、得られた判定値に一致するジャンルをその音楽再生信号に対応するジャンルとして決定する。例えば、判定値が１０００１のときは、図８に例示するようにその音楽再生信号に対応するジャンルとして、ジャンルＡが決定される。さらに、ジャンル決定後、データ解析部３１は判別結果に応じて履歴データＤ２を更新する。例えば、図９に示すように、履歴データＤ２はジャンルＡ〜Ｘと、それぞれの入力回数Ｎａ〜Ｎｘとが対応付けて記述されており、データ解析部３１は判別したジャンルの回数に１を加算することにより履歴データＤ２を更新する。また、予め履歴データＤ２の記述回数について特定数を設けておき、判別結果が出力される毎にその判別されたジャンルが履歴データＤ２に記述されていくようにしてもよい。この場合、記述回数が特定数を超えた場合は最も古い時期の記述が消去され、最新の判別結果が記述されるように履歴データＤ２が更新されるようにすればよい。

図１０は、電源管理部３３による信号処理部１０を対象とした電源管理の一例を示す図である。電源管理部３３には、電源のオンオフのタイミングに対する基準時間として、電力供給周期としての電源周期Ｔｐと、電源オン時間Ｔｑの二種類の時間長が設定されている。電源周期Ｔｐと電源オン時間Ｔｑの始点は同じである。一例として、電源周期Ｔｐが３０秒、電源オン時間Ｔｑが５秒にそれぞれ設定されている。本形態において、電源オン時間Ｔｑは上述したサンプリング周期Ｔｍと同じ時間長で設定されている。なお、電源オン時間Ｔｑはサンプリング周期Ｔｍと同じ時間長には限定されず、サンプリング周期Ｔｍより大きくてもよい。このようにして、電源管理部３３は、信号処理部１０への電源のオンオフのタイミングを管理し、電源制御回路１９に電源のオン及びオフの指令を出す。電源制御回路１９は、電源管理部３３からの指令に応じて電源電池１８から信号処理部１０への電力の供給の有無を切り替える。

図１１は、制御ユニット１１（電源管理部３３）が電源のオン及びオフを管理するために実行する電源管理処理ルーチンを示す。電源管理処理ルーチンにおいて、制御ユニット１１は、最初のステップＳ１でライン入力端子４から音楽再生信号が入力されたか否かを判断する。入力されない場合、制御ユニット１１は、ステップＳ２にて音楽再生信号が入力されない時間を計時する無信号タイマがオン、すなわち計時中か否かを判断する。オンでない場合は、制御ユニット１１は、ステップＳ３にて無信号タイマを起動して無信号の継続時間の計時を開始し、その後に次のステップＳ４へ進む。ステップＳ２にて無信号タイマがオンの場合は、ステップＳ３をスキップしてステップＳ４に進む。ステップＳ４において、制御ユニット１１は、無信号タイマの計時した時間が２秒以上か否かを判断する。２秒未満の場合、制御ユニット１１は電源管理処理ルーチンを終了する。２秒以上の場合、制御ユニット１１はステップＳ１０に進み、電源制御回路１９に対し信号処理部１０への電源のオフを指令し、電源管理処理ルーチンを終える。

ステップＳ１にて音楽再生信号が入力されていると判断された場合、制御ユニット１１は、ステップＳ５へ進み、電源周期Ｔｐを計時するための電源管理タイマがオンされているか否か、すなわち計時動作中か否かを判断する。オンでない場合、制御ユニット１１はステップＳ６にて電源管理タイマをオンしてステップＳ７へ進む。ステップＳ５にて電源管理タイマがオンの場合、制御ユニット１１はステップＳ６をスキップしてステップＳ７に進む。ステップＳ７にて、制御ユニット１１は、電源管理タイマの計時時間Ｔが計時開始時間、つまり、ゼロ以上であり、かつ電源オン時間Ｔｑ以下の範囲にあるか否かを判断する。その範囲にない場合、制御ユニット１１はステップＳ８に進み、計時時間Ｔが電源オン時間Ｔｑより大きく、かつ電源周期Ｔｐ以下の範囲にあるか否かを判断する。計時時間ＴがステップＳ８の範囲にない場合、制御ユニット１１はステップＳ９に進み、電源管理タイマを初期値０にリセットして計時動作を再開させる。続いて、制御ユニット１１はステップＳ１１に進み、電源制御回路１９に対し信号処理部１０への電源のオンを指令し、その後に電源管理処理ルーチンを終える。計時時間ＴがステップＳ８の範囲にある場合、制御ユニット１１はステップＳ１０へ進み、電源制御回路１９に対して信号処理部１０への電源のオフを指令し、その後に電源管理処理ルーチンを終える。計時時間ＴがステップＳ７の範囲にある場合、制御ユニット１１はステップＳ１１へ進み、電源制御回路１９に対して信号処理部１０への電源のオンを指令し、その後に電源管理処理ルーチンを終える。

以上の処理によれば、音声再生信号の入力が検出されるとステップＳ１が肯定されてステップＳ５で電源管理タイマがオンとなり、以降は音声再生信号が２秒以上継続して途切れない限り、電源管理タイマによる計時が電源周期Ｔｐ毎に繰り返される。そして、計時開始時から電源オン時間Ｔｑまでの間に限ってステップＳ７が肯定されて、ステップＳ１１で信号処理部１０の電源がオンされる。これにより、信号処理部１０に対する電源のオン及びオフが図１０に示した通りに制御される。

次に、図１２及び図１３を参照して、上述したジャンル判別を実施するために制御ユニット１１が実行する処理の手順を説明する。図１２は、制御ユニット１１（データ生成部３０）が解析データＤ１を生成するために実行する解析データ生成処理ルーチンを示す。このルーチンは、例えばユーザが入力装置２０（図２参照）からジャンル判別を指示した状態で、信号処理部１０から積分値及び微分値がそれぞれ出力されたことを条件として実行される。なお、信号処理部１０から出力される積分値及び微分値は制御ユニット１１の内部バッファに逐次蓄積されて本ルーチンによる処理を受ける。

解析データ生成処理ルーチンでは、最初のステップＳ２１において、制御ユニット１１は、データ処理の対象となるチャンネルｃｈの番号を指定する変数ｎを初期値０にセットし、続くステップＳ２２にて、内部バッファからチャンネルｃｈｎのサンプリング単位時間相当の出力信号（積分値又は微分値）を取り込む。次のステップＳ２３において、制御ユニット１１は、取り込まれた出力信号が所定レベルを超えているか否かを判定する。所定レベルを超えている場合、制御ユニット１１はステップＳ２４に進み、チャンネルｃｈｎ用の内部カウンタに１を加算し、その後、ステップＳ２５へ進む。一方、ステップＳ２３にて所定レベルを超えていない場合、制御ユニット１１はステップＳ２４をスキップしてステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２５において、制御ユニット１１は変数ｎに２がセットされているか否か判断し、２でなければステップＳ２６で変数ｎに１を加算してステップＳ２へ戻る。一方、ステップＳ２５で変数ｎが２の場合、制御ユニット１１はステップＳ２７へ進む。ステップＳ２２〜Ｓ２６の処理が繰り返されることにより、３つのチャンネルｃｈ０〜ｃｈ２、つまり低周波成分に対する積分回路１４、微分回路１５、高周波成分に対する微分回路１６のそれぞれの出力がサンプリング単位時間相当長に亘って検査される。

ステップＳ２７において制御ユニット１１はサンプリング周期Ｔｍ分の処理が終了したか否かを判定する。例えば、ステップＳ２５が肯定判断された回数がサンプリング周期Ｔｍをサンプリング単位時間Ｔｎで除した値に一致する場合にサンプリング周期Ｔｍ分の処理が終了したと判断すればよい。ステップＳ２７が否定判断された場合、制御ユニット１１はステップＳ２１へ戻り、内部バッファに蓄えられている次のサンプリング単位時間の信号の処理へと進む。一方、ステップＳ２７が肯定判断された場合、制御ユニット１１はステップＳ２８へ進み、内部カウンタに記録されている値を今回のサンプリング周期に対応するサンプル番号ｓｍｐＸの集計値ｓｕｍ０Ｘ、ｓｕｍ１Ｘ、ｓｕｍ２Ｘ（図６参照）として記憶装置２５の解析データＤ１に追加する。解析データＤ１がまだ存在しない場合には解析データＤ１を新たに作成して集計値を最初のサンプル番号ｓｍｐ１に対応付けて記録する。

続くステップＳ２９において、制御ユニット１１は内部カウンタの値を初期値０にリセットし、さらに次のステップＳ３０で解析データＤ１の生成処理が終了したか否かを判断する。例えば、全てのチャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力が０近傍のいわゆる無音状態が所定秒以上続いた場合に処理が終了したと判断することができる。そして、処理が終了していなければ、制御ユニット１１はステップＳ２１へ戻る。処理が終了したと判断した場合、制御ユニット１１は解析データ生成処理ルーチンを終える。以上の処理により、図６に示したような解析データＤ１が生成される。

図１３は、制御ユニット１１（データ解析部３１）が解析データＤ１から音楽のジャンルを判別するために実行するデータ解析処理ルーチンを示す。このルーチンは、図１２の解析データ生成処理ルーチンの終了後に続けて実行される。データ解析処理ルーチンにおいて、制御ユニット１１は、最初のステップＳ４１で、３周期以上のサンプリング周期Ｔｍの解析データＤ１が生成されているかを判断する。生成されていない場合、制御ユニット１１は、ステップＳ４２にて解析データＤ１を消去してデータ解析処理を終了する。３周期以上の解析データＤ１が生成されている場合、制御ユニット１１は、ステップＳ４３へ進む。ステップＳ４３で、データ処理の対象となるチャンネルｃｈの番号を指定する変数ｎを初期値０にセットし、続くステップＳ４４にて、記憶装置２５に記録された解析データＤ１から変数ｎに対応するチャンネル番号ｃｈｎの集計値を読み込み、それらの平均値と低周波成分及び高周波成分の微分値の集計値に対する変動係数とを演算する。次のステップＳ４５において、制御ユニット１１は変数ｎに２がセットされているか否か判断し、２でなければステップＳ４６で変数ｎに１を加算してステップＳ４４へ戻る。一方、ステップＳ４５で変数ｎが２の場合、制御ユニット１１はステップＳ４７へ進む。ステップＳ４４〜Ｓ４６の処理が繰り返されることにより、３つのチャンネルｃｈ０〜ｃｈ２のそれぞれの平均値Ｍ０〜Ｍ２と低周波成分及び高周波成分の微分値についての変動係数ＣＶ１、ＣＶ２とが演算される。

ステップＳ４７において、制御ユニット１１は、演算結果識別データＤ４を参照し、得られた平均値Ｍ０〜Ｍ２及び変動係数ＣＶ１、ＣＶ２にそれぞれ対応する識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２を取得する。次のステップＳ４８において、制御ユニット１１は、記憶装置２５の判別参照データＤ３を参照して、識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２を順に並べた５桁の判定値に対応するジャンルを選択することにより、音楽のジャンルを判別する。さらに、制御ユニット１１は、次のステップＳ４９において、判別されたジャンルの回数に１が加算されるように履歴データＤ２を更新し、この後、データ解析処理ルーチンを終える。

本形態のゲーム機１においては、履歴データＤ２にジャンル別の判別回数が記録されているので、履歴データＤ２を参照することにより、ゲーム機１を経由してユーザが聴取した音楽のジャンル毎の頻度、ユーザのジャンルの好み等を分析し、ゲーム制御部３２にて実行されるゲームの内容にジャンルの判別結果を反映させることが可能となる。例えば、ゲーム制御部３２がキャラクタを育成するゲームを実行する場合には、履歴データＤ２に記述されているジャンル毎の判別回数の分布に応じてキャラクタの態様、性格等の特性を変化させる、といった操作をゲーム制御部３２にて行うことができる。

本発明は以上の形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。例えば、特徴判別部としてのデータ生成部３０及びデータ解析部３１では、音楽の特徴の判別としてジャンルを判別したが、これに限定されず、音楽のテンポを判別してもよい。音楽のテンポは音楽再生信号の低周波成分の積分値に相関している。例えば、音楽再生信号の低周波成分は、音楽に含まれている規則的なベースリズムの影響を強く受け、その積分値波形では、低周波成分に不規則な変動が鈍されてベースリズムによる規則的な波形が拠り明瞭に現れる。このため、低周波成分の積分値波形のピーク間隔、つまり、極大値間の間隔は音楽のテンポと相関性を有している。特徴判別部にて、所定のサンプリング周期毎に、積分値波形のピーク間隔を求めることにより、音楽のテンポの判別も可能である。なお、ピーク間隔が不規則であれば、特徴判別部で平均値、中央値、最頻値等の統計値をピーク間隔として演算してもよい。さらに、特徴判別部は、信号処理部から出力される信号を所定のサンプリング周期で処理する限りにおいて、ジャンル、あるいはテンポに限らず、音楽の各種の特徴を判別してよい。その判別手法も本形態のように集計値、識別値及び判定値を用いる例に限らず、適宜の変更が可能である。

ジャンル判別を行うにあたって、本形態では、低周波成分の積分値及び微分値と高周波成分の微分値を利用したが、これに限定されず、例えば、低周波成分及び高周波成分の積分値を利用してジャンル判別を行ってもよい。特に、積分値波形には、音楽のテンポと強い相関性を有するため、所定周波数域毎のピーク間隔と音楽のジャンルを予め対応付けたテーブルを参照して、音楽のテンポを利用して音楽のジャンルを判別してもよい。また、所定周波数域の積分値又は微分値にはそれぞれ、音楽に応じた特徴が現れるため、積分値又は微分値の少なくともいずれか一方を利用してもジャンルの判別を行うことができる。

本形態では、ゲーム制御部にて音楽のジャンルをキャラクタの形態の変化等に反映させる例を示したが、音楽の特徴の判別結果とゲーム内容との関係はこれに限定されず、例えばゲームの難易度、進行速度、特典の発生確率の変化といった各種の変化を音楽の特徴と関連付けて生じさせてもよい。上記の形態では、３周期以上のサンプリング周期Ｔｍの解析データＤ１が作成されていることを条件としてジャンル判別のための平均値Ｍ０等の演算へと処理を進めているが、本発明はこのような形態に限らず、一つのサンプリング周期Ｔｍの解析データＤ１に基づいてジャンル判別を行ってもよい。但し、２以上のサンプリング周期の解析データＤ１を利用してジャンルを判別する場合には、音楽の特徴に相関する信号を、時間的に離散した２以上の時期においてサンプリングして音楽のジャンルを解析するため、例えば音楽の導入部といわゆるサビの部分とを取得してジャンルを判別する等、音楽の変化をジャンル判別の要素に取り込むことが可能となり、ジャンル判別の精度を高めることができる。

信号処理部はＩＣ、ＬＳＩといった回路素子を組み合わせたハードウエア装置として構成してもよいし、ＭＰＵとソフトウエアとを組み合わせた論理的装置として構成されてもよい。データ生成部及びデータ解析部のそれぞれについても、ハードウエア装置として構成されてもよい。信号入力部はライン入力端子に限らない。例えば音楽再生機器からＦＭ電波等の無線を利用して送信される再生信号を受信して音楽再生信号に変換する装置を信号入力部として利用してもよい。

本発明の一形態に係る携帯型の音楽ゲーム機を携帯型音楽プレーヤとイヤフォンとの間に配置した状態を示す図。 図１のゲーム機の制御系における音楽ジャンル判別に関わる部分のブロック図。 図２の制御ユニットの機能ブロック図。 音楽再生信号とサンプリング周期との関係を示す図。 サンプリング周期内における積分値の波形とサンプリング単位時間との関係の一例を示す図。 解析データの内容を示す図。 演算結果識別データの内容の一部を示す図。 判別参照データの内容を示す図。 履歴データの内容を示す図。 信号処理部に対する電源の投入及び切断のタイミングの一例を示す図。 制御ユニットにて実行される電源管理処理ルーチンを示すフローチャート。 制御ユニットにて実行される解析データ生成処理ルーチンを示すフローチャート。 制御ユニットにて実行されるデータ解析処理ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１ ゲーム機
２ 筐体
４ ライン入力端子（信号入力部）
１０ 信号処理部
１１ 制御ユニット
１８ 電源電池
１９ 電源制御回路
３０ データ生成部（特徴判別部）
３１ データ解析部（特徴判別部）
３２ ゲーム制御部
３３ 電源管理部
１００ 携帯型音楽プレーヤ（音楽再生機器）

Claims (6)

1. 電源電池から供給される電力で動作する携帯型の音楽ゲーム機において、
   音楽再生機器から出力される音楽再生信号を取り込む信号入力部と、
   前記信号入力部に取り込まれた音楽再生信号から、該音楽再生信号によって再生される音楽の特徴に相関する信号を取り出して出力する信号処理部と、
   前記信号処理部から出力された信号を所定のサンプリング周期毎に処理し、その処理結果に基づいて、前記特徴を判別する特徴判別部と、
   前記特徴判別部の判別結果をゲーム内容に反映させるゲーム制御部と、
   前記音楽再生機器からの前記音楽再生信号の出力の有無を判別し、前記音楽再生信号の出力が検出されている間に、前記信号処理部に対して所定の電力供給周期毎でかつ一回につき前記サンプリング周期以上の時間長で断続的に前記電源電池から電力が供給され、前記音楽再生信号が出力されていないときは前記電源電池から前記信号処理部への電力供給が停止されるように、前記電源電池から前記信号処理部への電力供給を管理する電源管理部と、
   を備えたことを特徴とする音楽ゲーム機。
2. 前記信号処理部は、前記音楽再生信号から所定周波数域の積分値及び微分値の少なくともいずれか一方に相当する信号を前記音楽の特徴に相関する信号として取り出して出力することを特徴とする請求項１に記載の音楽ゲーム機。
3. 前記信号処理部は、前記音楽再生信号に含まれる互いに異なる周波数域の信号を通過させる複数のフィルタ回路と、前記複数のフィルタ回路をそれぞれ通過した信号の積分値又は微分値の少なくともいずれか一方を前記音楽の特徴に相関する信号として出力する複数の処理回路と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の音楽ゲーム機。
4. 前記特徴判別部は、前記信号処理部から出力される信号を所定のサンプリング単位時間ずつ取り込んで、前記サンプリング単位時間内に前記信号の値が所定レベルを超えるか否かを判定し、前記所定レベルを超える値が検出されたと判定された回数を前記サンプリング周期毎でかつ前記信号の値別に集計した解析データを生成するデータ生成部と、前記解析データに記述された集計値に基づいて前記音楽再生機器から出力される音楽のジャンルを前記特徴として判別するデータ解析部と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の音楽ゲーム機。
5. 前記データ解析部は、２以上の所定数のサンプリング周期のそれぞれに対応した解析データが生成されていることを条件として前記集計値に基づく前記音楽のジャンルの判別を実行し、前記所定数未満のサンプリング周期に対応した解析データしか得られていない場合には前記音楽のジャンルの判別を実行しないことを特徴とする請求項４に記載の音楽ゲーム機。
6. 前記電源管理部は、前記音楽再生機器から前記音楽再生信号が所定時間に亘って出力されていないときに前記音楽再生信号が出力されていないと判断して前記電源電池から前記信号処理部への電力供給を停止させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の音楽ゲーム機。

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