JP4110951B2 - カラオケ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラオケ装置における歌唱採点に関し、より適切な採点結果を得ることができるようにする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、カラオケ装置の付帯機能として採点機能が良く知られている。この採点機能は、マイクロホンから入力された歌唱者の音声信号をサンプリングすることで歌唱者が発声した音高や声量あるいはテンポなどの歌唱状態を示す歌唱データを生成する。この歌唱データとカラオケデータ中の主旋律データなどの採点基準データとを比較し、その比較結果に基づいて所定の得点を付与して採点データを生成する。そして、曲の演奏が終了するとこの採点データ中の得点を集計して総合得点を算出する。総合得点はそのままの得点をスコアボードやディスプレイに表示したり、所定のメッセージや所定の表現内容を含む映像など総合得点を反映した映像をディスプレイに出力したりする(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0003】
従来の歌唱採点のやり方は、一意的に決められている採点基準に対する歌唱状態の一致度によって歌唱力の優劣を判定している。例えば音高の一致度合いを見る場合であれば、両者の音高の差分がなるべく零に近い方が歌唱力が優良であると判定している。ここで、音高の一致度合いを判断する場合、1音に対する採点対象はなるべく多くの区間であることが好ましい。つまり、1音に対する採点対象が例えば1点だけであると、その1点がたまたま採点基準と一致していると他が外れていても歌唱力が優良となり、逆にその1点がたまたま採点基準と外れているが他の部分は一致しているような場合であっても歌唱力が低いと判定されてしまう。したがって、そのような偶然性を排除するために、1音に対する採点対象を多くの区間に設定しておくことが好ましい。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−305786号公報
【特許文献2】
特許第2890659号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような1音に対する採点対象を多くの区間に設定するため、例えば1音中の全区間を採点対象とした場合、次のような不都合が生じることとなる。つまり、ごく普通に歌唱していたとしても、例えば各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関しては、採点基準に対して差分が大きくなり一致度が低くなることがあった。このようなフレーズの開始部分や終了部分等においては、たとえプロ歌手であっても音が外れやすく、またその外れる量も大きいため、その部分を他の部分と同じように採点してしまうと、採点結果全体に与える悪影響が大きい。つまり、そのような音の外れは、機械的に判定すると外れた量が大きいため採点結果を低くする方向へ大きく影響する。一般的に、歌唱力の判定結果に対する人の評価は、通常は人が聞いて「上手いのか下手なのか」を感覚的に判定することを基準にしている。そのため、人が上手いと判定できるような歌唱に対して、上述のようなフレーズの開始部分や終了部分等の短期間の音の外れが原因で採点評価を下げてしまうのは、歌唱力を適切に評価するという観点から問題がある。
【0006】
また、いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関して採点基準に対して差分がかなり大きくなってします。したがって、このような歌唱テクニックを使わないで普通に歌えば採点結果がよくなるような「上手い」歌唱者が、歌手の真似をしたり、自己流に上記歌唱テクニックを加えることでより表現豊かな歌唱をした場合であっても、上述の理由によって採点評価を下げてしまう結果となる。
【0007】
そこで本発明は、カラオケ装置における歌唱採点に関し、より適切な採点結果を得ることができるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
(1)上述した問題点を解決するためになされた請求項1に係るカラオケ装置は、曲データ記憶手段がカラオケ曲を演奏するためのカラオケ演奏データ及びそのカラオケ曲の歌唱旋律の音高データを含む採点基準データを記憶しており、カラオケ演奏手段が、指定されたカラオケ曲のカラオケ演奏データを曲データ記憶手段から読み出してカラオケ演奏を行なう。また、音声信号入力手段を介してカラオケ歌唱の音声信号が入力されると、音高抽出手段が、その音声信号をサンプリングしてカラオケ歌唱の音高データを抽出する。そして採点手段は、カラオケ演奏手段によるカラオケ演奏と同期してその演奏曲に対応する採点基準データを曲データ記憶手段から読み出し、その読み出した採点基準データと音高抽出手段によって抽出した音高データとに基づいて採点するのであるが、さらに詳しくは次のような採点を行う。
【0009】
つまり、音高差算出手段が、採点基準データ中の算出対象となる同一音高の音高データが継続する期間中に音高抽出手段によって抽出された複数の音高データと、曲データ記憶手段から読み出した採点基準データ中における対応する音高データとの差を算出する。そして、重み係数乗算手段が、音高差算出手段によって算出された音高差に対して、同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については他の部分よりも小さな値となる重み係数を乗算する。このように重み係数乗算手段によって重み係数の乗算された音高差を用いて採点を行うのである。
【0010】
このような採点を行うことで、歌唱採点に関し、より適切な採点結果を得ることができる。その理由について説明する。
上述のように、1音に対する採点対象を多くの区間に設定するため、例えば採点基準データ中の算出対象となる同一音高の音高データが継続する期間中の全てを採点対象とした場合、これら全期間において何ら考慮せずに同じような採点を行うと種々の問題が生じる。例えば、ごく普通に歌唱していたとしても、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関しては、採点基準に対して差分が大きくなる。上述したように、このようなフレーズの開始部分や終了部分等においては、たとえプロ歌手であっても音が外れやすく、またその外れる量も大きいため、採点結果全体に与える悪影響が大きい。また、いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、実際には「上手く」歌っていたとしても、やはり採点基準に対して差分が大きくなって採点結果全体に対して悪影響を与えてしまう。
【0011】
そこで、本発明では、このような部分については他の部分よりも小さな値となる重み係数を乗算し、その乗算した音高差を用いて採点することで、悪影響を排除し、より適切な採点結果を得ることができるのである。
(2)重み係数乗算手段が乗算する重み係数に関しては、種々の工夫が考えられる。
【0012】
例えば、請求項2に示すように、先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、重み係数零を乗算することが考えられる。このようにすれば、この部分の音高差が必ず零となり、悪影響を完全に排除できる。
【0013】
また、請求項3に示すように、先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、零以上且つ他の部分よりも小さな重み係数を乗算することも考えられる。この場合は、請求項4に示すように、先頭近傍の所定部分においては先頭からリニアに増加し、後端近傍においては後端に向けてリニアに減少するよう設定してもよい。
【0014】
なお、請求項2のように重み係数を零にした場合、上述のように、この部分の音高差が必ず零となって悪影響を完全に排除できるが、逆に言えば、その部分においても相対的に音が外れない「歌唱が上手い人」がいた場合、その歌唱の上手さは採点に反映されなくなる。したがって、その部分における歌唱の上手さを多少なりとも採点に反映させるのであれば、請求項3,4のような零でない係数を設定しておくことが好ましい。
【0015】
(3)また、重み係数の設定の仕方は固定でもよいが、状況に応じて使い分けることも考えられる。
例えば請求項5に示すように、重み係数として、同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分、後端近傍の所定部分及びそれ以外の部分の長さの割合が異なる複数パターンの重み係数を記憶しておく。そして、指定されたカラオケ曲に応じて、重み係数パターン記憶手段から対応する重み係数パターンを選択し、その選択された重み係数パターンの重み係数を乗算するのである。いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関して採点基準に対して差分がかなり大きくなってしまうことは上述した。具体的には、「ため」の場合は先頭近傍の所定部分において音高差が大きくなる傾向があり、「しゃくりあげ」、「ビブラート」では後端近傍の所定部分において音高差が大きくなる傾向がある。したがって、例えば、1)先頭近傍の所定部分が相対的に長いもの、2)後端近傍の所定部分が相対的に長いもの、あるいは、3)先頭近傍の所定部分と後端近傍の所定部分が同じ長さのもの(あるいはさらにそれらの長さにバリエーションを持たせてもよい)を重み係数パターンとして準備しておき、「ため」が頻繁に使用されそうな曲については1)のパターン、「しゃくりあげ」、「ビブラート」が頻繁に使用されそうな曲については2)のパターン、それ以外の曲については3)のパターン、というようにカラオケ装置にて自動的に選択するのである。なお、具体的にはカラオケ曲データに上記1)〜3)のパターンを識別する情報を付加しておき、それを参照して選択することなどが考えられる。あるいはジャンルによる大まかな選択であってもよい。例えば演歌については「ビブラート」(あるいはそれに類似した「こぶし」)が頻繁に使用される可能性が高いため、上記2)のパターンを選択する、といった対処である。
【0016】
一方、請求項6に示すように、同じく複数パターンの重み係数を記憶しておき、その中からの選択をユーザの操作に委ねてもよい。つまり、ユーザからの操作を受け付け、その受け付けた操作に基づき、記憶されている重み係数パターンの中からいずれかを選択するのである。このようにすれば、たとえ原曲の歌手が「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを用いていなくても、自分が歌う場合には、「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」といった歌唱テクニックを使ってしまうことも往々にしてある。したがって、そのようなユーザへの対処としては、ユーザが自分で選択できるようにしておくことは有効な対処となる。
【0017】
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうることは言うまでもない。
【0019】
図1は、本実施例のカラオケ装置の構成を示すブロック図である。本実施例では、複数のカラオケ装置1a,1b,1c…がローカル・エリア・ネットワーク(LAN)30に接続されてカラオケシステムを構成している。基本的な構成はどのカラオケ装置1も同じであるが、カラオケ装置1aのみが通信ネットワーク3を介してホストコンピュータ2に接続できるようになっている。そして、カラオケ装置1aは、この通信ネットワーク3を介して接続したホストコンピュータ2からカラオケに関する音楽情報と画像情報とを取得することができる。そして、カラオケ装置1aが取得したカラオケに関する音楽情報と画像情報は、LAN30を介して他のカラオケ装置1b、1c…も取得できるようにされている。
【0020】
なお、ホストコンピュータ2は、通信ネットワーク3を介してカラオケ装置1aとアクセス可能であって、カラオケ装置1aに対して、最新の流行曲等の曲データを発信したり、どのような曲が何回演奏されたかといったログデータを含む関連情報をカラオケ装置1aから受信したりして管理することができるようになっている。なお、この場合の「どのような曲が何回演奏されたかといったログデータ」については、カラオケ装置1a単体でのログデータではなく、カラオケシステム全体のログデータを指す。つまり、他のカラオケ装置1b、1c…におけるログデータもカラオケ装置1aに集められ、カラオケシステム全体のログデータがカラオケ装置1aからホストコンピュータ2へ送信される。
【0021】
また、ホストコンピュータ2は、データベースを備えており、このデータベースに楽曲演奏に使用するコンテンツデータとしての音楽情報や背景画または歌詞等の画像情報等を記憶している。また、ホストコンピュータ2は、コンテンツデータ以外にバージョンアップされたシステムプログラム等をデータベースに記憶し、そのデータベースから随時読み出してカラオケ装置1に対して発信することができるようになっている。
【0022】
次に、カラオケ装置1aの構成について説明する。
このカラオケ装置1aには、図1に示されるように、ホストコンピュータ2に通信ネットワーク3を介して接続し各種の情報を送受信する通信装置19、曲の予約などを行う操作パネル10、カラオケ装置1a全体の制御を司る制御手段としてのCPU14、各種情報を一時的に記憶するRAM15、演奏の再生を行う音源再生装置18、音楽情報にかかる電気信号を増幅等するアンプ20、アンプ20からの電気信号を入力して伴奏曲及び利用者の歌声等を流すスピーカ22、利用者の歌声等をアンプ20に入力するための音声信号入力手段としてのマイクロフォン(以下、単にマイクと称す。)23、マイク23から入力される歌唱音声をサンプリングして解析することで歌唱音高を抽出し採点基準データと比較して得点化する採点部28、カラオケ用の音楽情報や画像情報その他各種データを記憶しているEEPROM12とハードディスク13、画像情報等を映像化するための映像再生装置24、画像情報である背景画及び歌詞等を表示する表示装置26、およびLAN30に接続するためのネットワークインターフェース17を備えている。この内、操作パネル10、EEPROM12、ハードディスク13、RAM15、ネットワークインターフェース17、音源再生装置18、映像再生装置24及び採点部28は、CPU14に接続されている。
【0023】
なお、他のカラオケ装置1b、1c…は通信装置19を備えないだけで、他の構成は備えているため、ここではカラオケ装置1aのみの説明をし、他のカラオケ装置1b,1c…の構成についての説明は省略する。
上述した通信装置19は、信号の変調および復調を行う変復調装置であり、CPU14の制御の下、通信ネットワーク3を通じてホストコンピュータ2にアクセス可能に構成されている。それによって、通信装置19は、通信ネットワーク3を介してホストコンピュータ2から送られてくる曲データ等を受信したり、上記関連情報をホストコンピュータ2に伝送することができる。
【0024】
また、操作パネル10は、利用者によって操作されるものであり、任意の曲の選択、演奏音のキーの調整、演奏と歌との音量バランスの調整、その他エコー、音量、トーンなど各種調整を行うため操作部と例えば選択された曲番号等を表示するための表示部(図示せず)を備えている。利用者は、その操作部を操作することによって、再生する曲をカラオケ装置1に予約登録することができる。
【0025】
また、記憶手段としてのEEPROM12にはシステムプログラムや各種の設定に必要な設定データ、そして後述する重み係数マップ(図4参照)などが記憶されている。
また、記憶部としてのハードディスク13には、音楽情報や画像情報などのコンテンツデータや演奏記録などのログデータなどが記憶されている。そして、操作パネル10の操作部を介して曲が選択されると、CPU14は、歌詞データ、映像データからなる画像情報、および演奏データからなる音楽情報をハードディスク13から呼び出して、映像再生装置24および音源再生装置18に同期させて出力するようになっている。なお、ハードディスク13には、識別情報としての曲番号に対応して演奏データや歌詞データ等が記憶されている。
【0026】
その後、CPU14から出力される演奏データは、音源再生装置18において、アナログの演奏音信号に変換された後、アンプ20へ送られて電気的に増幅される。このアンプ20は、マイク23を介して入力される利用者(歌唱者)の歌唱音信号と適度な割合でミキシングするもので、ミキシングされた歌唱音信号と演奏音信号は、アンプ20からスピーカ22に出力され、音声及び演奏音となってスピーカ22から外部へ出力される。
【0027】
一方、映像再生装置24は、CPU14の制御の下、ハードディスク13から読み出された画像情報に基づく画像の再生を行うものである。それにより、CPU14により出力される歌詞データ及び映像データは、映像再生装置24において歌詞テロップ及び背景映像として再生されると共に合成され、表示装置26の画面に背景映像とともに歌詞テロップが表示されるようになっている。
【0028】
このような構成のため、利用者は、表示装置26に表示される歌詞テロップを参照しながら、スピーカ22より流れるカラオケ演奏にあわせ、マイク23を使って歌唱できるようになっている。
また、本実施例のカラオケ装置1aはカラオケ演奏にあわせて歌っている人の歌唱状態を採点してその採点結果を出力する歌唱採点機能を備えている。利用者がカラオケ装置1aで歌唱採点機能を利用したい場合、パネルやリモコンなどの操作パネル10から演奏予約用の一連の楽曲番号に引き続いて所定の操作キーを押す。それにより、歌唱採点機能の作動命令を示す符号が付加された楽曲番号がCPU14に転送される。CPU14はこの楽曲を演奏処理するときは歌唱採点機能を作動させるものとして演奏予約処理する。もちろん、利用者による課金手続きなどによって歌唱採点機能が作動するようにしても良い。例えば、別途課金装置をカラオケ装置1aに接続し、採点して欲しい楽曲が演奏される直前や前奏の演奏中など適宜な時期に所定の料金を課金装置に投入することで歌唱採点機能が作動するよう構成してもよい。
【0029】
歌唱採点を実施するのが、音高抽出手段、音高差算出手段及び重み係数乗算手段としての採点部28である。採点部28は、採点用CPU28a、ROM28b、RAM28c、A/Dコンバータ28d等より構成され、A/Dコンバータ28dには、マイク23から歌唱音声が入力するよう構成されており、採点用CPU28aは、A/Dコンバータ28dから出力される歌唱音声データをサンプリングして解析することで歌唱音高やリズムなどを採点要素として抽出する。一方、ハードディスク13に格納されている演奏データをデータバス及びCPU14を介して受け取り、このデータ中のボーカルデータ(歌唱旋律データ)を採点基準データとして取得する。そして、この取得した採点基準データによる採点要素と上述の歌唱音声から抽出した採点要素とを比較し、歌唱音声データがどの程度ボーカルデータに近いかによって採点する。なお、このボーカルデータは、いわゆるガイドメロディ機能として相対的に小さな音量で伴奏楽音と共にスピーカ22から出力される機能を実現する場合にも用いられる。
【0030】
この採点結果のデータはRAM28cに格納していく。そして採点用CPU28aは、カラオケ楽曲における採点区間の終了点を検知すると、採点データの生成を停止し、採点区間中にRAM28cに蓄積された採点データを集計し、これをCPU14に転送して得点結果を表示装置26に表示させる。
【0031】
これが採点のための構成及び概略動作の説明であったが、本実施例のカラオケ装置1aにおいては、歌唱採点に際して、1音における先頭及び後端の所定長の範囲においてはそれら以外(つまり中央部分)よりも小さな値の重み係数をかけることにより、適切な採点を行うことができるようになっている。
【0032】
これは、次のような問題に鑑みたものである。つまり、1音に対する採点対象を多くの区間に設定するという観点からすれば、採点基準データ中の算出対象となる同一音高の音高データが継続する期間中の全てを採点対象とすることが好ましい。しかし、これら全期間において何ら考慮せずに同じような採点を行うと、例えばごく普通に歌唱していたとしても、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関しては、採点基準に対して差分が大きくなる。このようなフレーズの開始部分や終了部分等においては、たとえプロ歌手であっても音が外れやすく、またその外れる量も大きいため、その部分を他の部分と同じように採点してしまうと、採点結果全体に与える悪影響が大きい。また、いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、実際には「上手く」歌っていたとしても、やはり採点基準に対して差分が大きくなって採点結果全体に対して悪影響を与えてしまう。
【0033】
そこで、本実施例においては、このような部分(つまり1音における先頭及び後端の所定長の範囲)については、1よりも小さな値となる重み係数を乗算し、その乗算した音高差を用いて採点することで、悪影響を排除し、より適切な採点結果を得るようにした。
【0034】
この内容を図2〜図4を参照して説明する。図2は実施例における採点部28の採点用CPU28aで実施される採点処理の内、音高データの一致度合いを判定する(音高差を算出する)アルゴリズムを説明するフローチャートを示しており、図3は歌唱音声から抽出した音高データD1と採点基準データD2に基づく採点方法の概略説明図である。一音毎に音高データD1と採点基準データD2との音高差(絶対値)を計算し、得られた音高差に応じて所定の得点をつける。したがって、図2の処理は、各音のノートオンによって開始する。
【0035】
図2の処理が開始すると、まず、マイク23からA/Dコンバータ28dを介して入力される歌唱音声データを取り込む(S102)。そして、その取り込んだ歌唱音声データを所定タイミング(例えば一定周期)でサンプリングして解析することにより音高データD1を抽出する(S104)。本実施例では、例えば0.0375秒のサンプリング間隔を採用している。さらに、演奏データをデータバスを介してCPU14から受け取り、このデータ中のボーカルデータ中の音高データを採点基準データD2として取得する(S106)。
【0036】
次のステップS108では、歌唱音声データから抽出した音高データD1と、当該音高データD1が得られた歌唱タイミングに対応する採点基準データD2との差分Aを算出する。具体的には、音高データD1から採点基準データD2を減算した値の絶対値を差分Aとする。
【0037】
そして、予めCPU14によってEEPROM12から読み出されRAM28cに格納されている重み係数マップから、対応する重み係数を読み出し(S110)、その読み出した重み係数を差分Aに乗算する(S112)。ここで、重み係数マップについて図4(b)を参照して説明する。重み係数マップは、例えば4分音符、2分音符、8分音符……というように、演奏時に使用される音符の長さそれぞれに対応して設けられている。そして、MIDIデータにおいてはゲートタイムをクロック単位で示すため、図4(b)の横軸の時間はクロック単位である。本実施例の重み係数は次のように設定されている。図4(b)に示すように、クロックが0のとき重み係数は0である。そして、最初のt1クロック分の期間は、リニアに増加し、クロックがt1のとき重み係数も1となる。その後のt2クロック分の期間は重み係数は一定値1であり、その後のt3クロック分の期間はリニアに減少して0になる。ここで例えば、t1:t2:t3=1:4:1である。つまり、1音の内の先頭から6分の1の部分及び後端から先頭方向への6分の1の部分については、それらを除く他の部分、つまり中央部分よりも小さな値となっている。
【0038】
さらに、「対応する重み係数」について具体例を挙げて説明する。例えば、演奏速度が、1分間に4分音符を100個含めるような速度で規定される場合、4分音符1個に対する実(演奏)時間は60/100=0.6秒となる。そしてまた、MIDIデータにおいてはゲートタイムをクロック単位で示すことが一般的であるが、4分音符1個の演奏時間が48クロックで規定されているとすると、0.6/48=0.0125(秒)が1クロックに対応する実時間となる。これを用いて、実時間で規定されているサンプリング間隔をクロック単位に変換する。例えば上述のように0.0375秒というサンプリング間隔を採用していた場合、それは3クロックに相当する。ノートオン時(時刻0)を最初のサンプリングタイミングとすると、クロック単位で0,3,6,9,……,45に相当する時刻がサンプリングタイミングとなり、この場合は16個のサンプリングデータ(歌唱入力信号から抽出した音高データ)が得られる。例えば図4(a)はそのような16個のサンプリングデータが得られた状態を示している。したがって、このそれぞれのサンプリングデータを用いて得られた差分A(S108)に対して、図4(b)に示す重み係数マップから各クロック(つまり、0,3,6,9、……,45)に対応する重み係数を読み出して乗算し(S110,S112)、採点に用いるための音高差を得る。
【0039】
その後は、ノートオフか否か判断し(S114)、ノートオフでないならば(S114:NO)、音高差の和をとりRAM28cに記憶し(S116)、その後S102へ戻る。一方、ノートオフならば(S114:YES)、この1音に対する音高差の算出処理を終了する。このような処理が1音毎に実行される。
【0040】
なお、この場合の採点部28は、別途実行する採点処理において、1音毎に実行される図2の処理が終了した時点でRAM28cに記憶されている音高差に基づいて所定の得点を付ける。そして、1曲の演奏が終了したとき、RAM28cに蓄積された得点を採点結果として前記CPU14に転送し、表示装置26に表示させる。
【0041】
なお、上述したサンプリング間隔やMIDIデータにおける4分音符1個の演奏時間を示すクロック単位の数値はあくまで一例であり、図2のS108にて得られた差分Aに対応する重み係数を、図4(b)に示すような重み係数マップからどのように読み出すかを説明するためのものである。したがって、実際には、種々の具体的な数値での実施が可能である。
【0042】
このように、本実施例のカラオケ装置1a(他のカラオケ装置1b、1c…についても同様である。)によれば、次のような効果が得られる。
(1)カラオケ歌唱の採点に関し、より適切な採点結果を得ることができる。つまり、本実施例では、1音の全区間を採点対象としている。このように、採点対象を多くの区間に設定することは、適切な採点の面で有効である。なぜなら、1音に対する採点対象が例えば1点だけであると、その1点がたまたま採点基準と一致していると他が外れていても歌唱力が優良となり、逆にその1点がたまたま採点基準と外れているが他の部分は一致しているような場合であっても歌唱力が低いと判定されてしまうため、そのような偶然性を排除するために、1音に対する採点対象を多くの区間に設定しておくことが好ましいからである。
【0043】
しかし、全期間において何ら考慮せずに同じような採点を行うと種々の問題が生じる。例えば、ごく普通に歌唱していたとしても、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関しては、採点基準に対して差分が大きくなる。上述したように、このようなフレーズの開始部分や終了部分等においては、たとえプロ歌手であっても音が外れやすく、またその外れる量も大きいため、その部分を他の部分と同じように採点してしまうと、採点結果全体に与える悪影響が大きい。また、いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、実際には「上手く」歌っていたとしても、やはり採点基準に対して差分が大きくなって採点結果全体に対して悪影響を与えてしまう。
【0044】
それに対して本実施例の採点は、音高データD1と採点基準データD2との差分A(絶対値)に対して、1音の内の例えば先頭から6分の1の部分及び後端から先頭方向への6分の1の部分については、それらを除く他の部分、つまり中央部分よりも小さな値の重み係数を乗算し、その乗算後の音高差に基づいて採点を行うようにした。そのため、上述した悪影響を排除し、より適切な採点結果を得ることができるのである。
【0045】
(2)また、本実施例では、図4(b)に示すような重み係数マップを用いているため、次のような利点がある。この利点については、図4(d)に示す重み係数マップの別実施例との対比で説明する。
まず、図4(d)に示す重み係数マップの場合は、先頭近傍の所定部分(例えば先頭から6分の1の部分)及び後端近傍の所定部分(例えば後端から先頭方向への6分の1の部分)の重み係数を0としてある。そのため、この重み係数マップを用いれば、この部分において図2のS108における差分Aがいかに大きくても、S112にて重み係数0を乗算すれば、音高差は必ず0となり、悪影響を完全に排除できる。
【0046】
確かに、悪影響を排除する点では図4(d)のような重み係数マップは適切であるが、逆に言えば、その部分においても相対的に音の外れ度合いが少ない「歌唱が上手い人」がいた場合、その歌唱の上手さは採点に反映されなくなる。したがって、その部分における歌唱の上手さを多少なりとも採点に反映させるのであれば、上述した図4(b)に示すような重み係数マップのように、1音の先頭及び後端近傍の所定部分においても0でない値の重み係数を持つようにした方が好ましいと言える。
【0047】
なお、図4(b)に示す重み係数マップの変形例としては、例えば図4(c)に示す重み係数マップが考えられる。これは、先頭近傍の所定部分においては先頭からS字状に増加、すなわち先頭から徐々に増加した後に中央部分に向けて急激に増加するような非リニア的に増加し、後端近傍においては後端に向けて逆S字状に減少、すなわち中央部分より急激に減少した後に後端に向けて徐々に減少するような非リニア的に減少するような設定となっている。より先頭に近い側、あるいはより後端に近い側の方が音の外れ度合いが大きいと考えられるため、このような対処も好ましい。
【0048】
また、先頭から徐々に増加した後に中央部分に向けて急激に増加するような非リニア的な増加、あるいは中央部分より急激に減少した後に後端に向けて徐々に減少するような非リニア的な減少を実現する場合、上述したS字状の増加や逆S字状の減少に限らず、二次関数あるいは三次以上の関数的に増加あるいは減少するものであってもよいし、それら曲線的に増加・減少するものに限らず、例えば折れ線的に増加・減少するものであってもよい。つまり、直線的に増加し途中でその増加率が大きくなったり、逆に直線的に急激に減少し途中でその減少率が小さくなるようなものであってもよい。
【0049】
なお、本実施例においては、ハードディスク13が「曲データ記憶手段」に相当し、CPU14及び音源再生装置18等が「カラオケ演奏手段」に相当する。また、採点部28の採点用CPU28aが実行する処理のうち、図2に示すS104、S106、S108が「音高差算出手段」としての処理に実行に相当し、S110、S112が「重み係数乗算手段」としての処理の実行に相当する。
【0050】
以上実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様で実施し得る。そのいくつかを説明する。
(1)上記実施例では、図4に示すように、1音に対する重み係数の分布が対称形となるマップを用いた。つまり、図4(b)に示すように、中央部分よりも小さな重み係数となる先頭からt1(クロック)の期間と後端から先頭方向へのt3(クロック)の期間との関係がt1=t3であった。しかし、例えば図5(a)に示すように、t1>t3となるようなパターンの重み係数マップや、図5(b)に示すように、t1<t3となるようなパターンの重み係数マップを用いてもよい。この場合のt1:t2:t3についての具体例としては、例えば図5(a)に対応するものとしては、1)1.5:4:0.5、2)2:3.5:0.5、3)2:4:0といったものが考えられ、また図5(b)に対応するものとしては、4)0.5:4:1.5、5)0.5:3.5:2、6)0:4:2といったものが考えられる。もちろん、これらの具体的数値は一例である。
【0051】
(2)また、上記(1)のように、図4(b)に示す対称形状の重み係数マップに加えて、図5(a)(b)に示す非対称形状の重み係数マップを持ち、それら3パターンの重み係数マップを、指定されたカラオケ曲に応じて使い分けることも考えられる。
【0052】
例えば「ため」の場合は先頭近傍の所定部分において音高差が大きくなる傾向があり、「しゃくりあげ」、「ビブラート」では後端近傍の所定部分において音高差が大きくなる傾向がある。したがって、「ため」が頻繁に使用されそうな曲については図5(a)のパターン、「しゃくりあげ」、「ビブラート」が頻繁に使用されそうな曲については図5(b)のパターン、それ以外の曲については図4(b)のパターン、というようにカラオケ装置1aにて自動的に選択するようにしてもよい。具体的には、それら3パターンの重み係数マップを重み係数パターン記憶手段としてのEEPROM12に記憶しておく。そして、操作受け付け手段としての操作パネル10にカラオケ曲データに上記図4(b)、図5(a)、図5(b)のパターンを識別する情報を付加しておき、それを参照して選択することなどが考えられる。あるいはジャンルによる大まかな選択であってもよい。例えば演歌については「ビブラート」(あるいはそれに類似した「こぶし」)が頻繁に使用される可能性が高いため、上記図5(b)のパターンを選択する、といった対処である。
【0053】
一方、カラオケ装置1aが自動的に選択するのではなく、ユーザが選択できるようにしてもよい。つまり、操作受け付け手段としての操作パネル10を介してユーザからの操作を受け付けた場合、選択手段としてのCPU14が、その受け付けた操作に基づき、EEPROM12に記憶されている3パターンの重み係数マップの内のいずれかを選択し、その選択した重み係数マップを用いて重み係数の乗算を行うのである。たとえ原曲の歌手が「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを用いていなくても、自分が歌う場合には、「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」といった歌唱テクニックを使ってしまうことも往々にしてある。したがって、そのようなユーザにとっては、このようにユーザが自分で選択できることは好ましい対処である。
【0054】
なお、選択候補のパターンとして3種類の場合を示したが、例えば図4(b)の対称形状のパターンに、上記(1)にて説明した1)〜6)の非対称形状のパターンを加えて6種類のパターンの重み係数マップをEEPROM12に記憶しておき、それらから選択できるようにしてもよい。
【0055】
(3)上記実施例では、CPU14とは別の採点部28により音高抽出手段及び採点手段を構成したが、それらの機能もCPU14によって実現してもよい。この場合、A/Dコンバータを介して歌唱音声データがCPU14に入力され、CPU14は、図2に示すフローチャートを実行することによって採点が可能となる。
【0056】
(4)上記実施例ではカラオケ装置1a(他のカラオケ装置1b、1c…についても同様である。)の本体に設けられた操作パネル10の操作部によって曲番号等を入力するようにしたが、例えば赤外線信号やBluetooth規格に基づく無線通信によって接続されたリモコンなどに上記操作ボタンを準備し、その操作に基づく選曲データをカラオケ装置本体側へ送信するような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のカラオケ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】実施例のカラオケ装置において実施される採点処理の内、音高データの一致度合いを判定するアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【図3】歌唱音声から抽出した音高データD1と採点基準データD2に基づく採点方法の説明図である。
【図4】本実施例の判定手法の説明図である。
【図5】別実施例の判定手法の説明図である。
【符号の説明】
1…カラオケ装置、2…ホストコンピュータ、3…通信ネットワーク、10…操作パネル、12…EEPROM、13…ハードディスク、14…CPU、15…RAM、17…ネットワークインターフェース、18…音源再生装置、20…アンプ、22…スピーカ、23…マイクロフォン、24…映像再生装置、26…表示装置、28…採点部、28a…採点用CPU、28b…ROM、28c…RAM、28d…A/Dコンバータ。
Claims (6)
- カラオケ曲を演奏するためのカラオケ演奏データ及びそのカラオケ曲の歌唱旋律の音高データを含む採点基準データを記憶する曲データ記憶手段と、
指定されたカラオケ曲のカラオケ演奏データを前記曲データ記憶手段から読み出してカラオケ演奏を行なうカラオケ演奏手段と、
カラオケ歌唱の音声信号を入力するための音声信号入力手段と、
前記音声信号入力手段を介して入力された音声信号をサンプリングしてカラオケ歌唱の音高データを抽出する音高抽出手段と、
前記カラオケ演奏手段によるカラオケ演奏と同期してその演奏曲に対応する前記採点基準データを前記曲データ記憶手段から読み出し、その読み出した採点基準データと前記音高抽出手段によって抽出した音高データとに基づいて採点する採点手段と、
を備えるカラオケ装置であって、
前記採点手段は、
前記採点基準データ中の算出対象となる同一音高の音高データが継続する期間中に前記音高抽出手段によって抽出された複数の音高データと、前記曲データ記憶手段から読み出した採点基準データ中における対応する音高データとの差を算出する音高差算出手段と、
前記音高差算出手段によって算出された音高差に対して、前記同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、前記所定部分を除く他の部分よりも小さな値となる重み係数を乗算する重み係数乗算手段と、
を有し、前記重み係数乗算手段によって重み係数の乗算された前記音高差を用いて採点を行う
カラオケ装置。 - 請求項1に記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段は、前記先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、重み係数零を乗算する
カラオケ装置。 - 請求項1に記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段は、前記先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、零以上且つ前記所定部分を除く他の部分の値よりも小さな重み係数を乗算する
カラオケ装置。 - 請求項3に記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段によって乗算される、前記零以上且つ前記所定部分を除く他の部分よりも小さな重み係数は、前記先頭近傍の所定部分においては先頭からリニアに増加し、後端近傍においては後端に向けてリニアに減少するよう設定されている
カラオケ装置。 - 請求項1〜4の何れかに記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段における乗算に用いられる重み係数として、前記同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分、前記後端近傍の所定部分及びそれ以外の部分の長さの割合が異なる複数パターンの重み係数を記憶している重み係数パターン記憶手段と、
指定されたカラオケ曲に応じて、前記重み係数パターン記憶手段から対応する重み係数パターンを選択する選択手段とを備え、
前記重み係数乗算手段は、前記選択手段によって選択された重み係数パターンの重み係数を乗算する
カラオケ装置。 - 請求項1〜4の何れかに記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段における乗算に用いられる重み係数として、前記同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分、前記後端近傍の所定部分及びそれ以外の部分の長さの割合が異なる複数パターンの重み係数を記憶している重み係数パターン記憶手段と、
ユーザからの操作を受け付ける操作受け付け手段と、
前記操作受け付け手段によって受け付けた操作に基づき、前記重み係数パターン記憶手段に記憶されている重み係数パターンの中からいずれかを選択する選択手段とを備え、
前記重み係数乗算手段は、前記選択手段によって選択された重み係数パターンの重み係数を乗算する
カラオケ装置。
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