JP5125956B2 - 音域特定システム、プログラム - Google Patents
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Description
この種のカラオケ装置の中には、ユーザが歌唱可能な音域を特定し、その特定した歌唱可能な音域をユーザに報知するものがある。
つまり、本発明の音域特定システムにおいて、集計持続値を正規化した場合、その集計持続値の分布は、歌唱の上手なユーザほど、各歌唱区間に対応する構成音の音高それぞれの集計結果(即ち、集計持続値)が最大値に近い値となる。一方、集計持続値の分布において、歌唱の下手なユーザほど、最大値と、最大値に対応しない音高それぞれの集計結果(即ち、集計持続値)との値の差が大きくなる。
このため、本発明の音域特定システムにおける第一音域判定手段は、請求項3に記載のように、歌唱区間に対応する構成音の音価が長いほど、音声持続値に大きな重みを付して集計するように構成されていることが望ましい。
そして、本発明の音域特定システムにおける持続値導出手段は、請求項4に記載のように、声量値導出手段が、音声信号取得手段で取得した音声信号の信号レベルに基づいて、歌唱区間よりも短く規定された単位区間毎に、ユーザの声量を表す声量値を導出すると共に、積算値導出手段が、声量値が設定値以上である単位区間の長さを積算した値を音声持続値として導出するように構成されていても良い。
このため、本発明の音域特定システムをカラオケ装置に適用して、歌唱音域に基づく推奨曲をユーザに提案することや、歌唱音域を採点結果に反映することを実行する場合、特定した2つの歌唱音域を楽曲に応じて使い分けることができる。この結果、より適切な推奨曲を提案したり、より適切な採点をすることができ、ユーザにカラオケをより楽しませることができる。
ただし、本発明のプログラムは、ユーザによる楽曲の歌唱時における音声信号を取得する音声信号取得手順と、その取得した音声信号を周波数解析することで、歌唱の音高の推移を表す歌唱データを生成する歌唱データ生成手順と、楽曲を構成する構成音それぞれの音高及び音価を表す楽曲データを取得する楽曲データ取得手順と、歌唱データ生成手順にて生成した歌唱データを、楽曲データと照合することで、構成音それぞれに対応する区間である歌唱区間を特定する歌唱区間特定手順と、その特定された歌唱区間毎に、予め設定された設定値以上の声量でユーザが発声していた時間が長いほど大きな値となる音声持続値を導出する持続値導出手順と、その導出された音声持続値を、それぞれの歌唱区間に対応する構成音の音高毎に集計し、その集計された音声持続値が、予め規定された規定値以上である最低音高から最高音高までの範囲を、ユーザが歌唱可能な音域である第一歌唱音域として判定する第一音域判定手順とを含んでいる必要がある。
また、このような本発明のプログラムによれば、例えば、DVD−ROM、CD−ROM、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードさせて起動することや、必要に応じて通信回線を介してコンピュータにダウンロード(取得)させて起動することにより用いることができる。
まず、図1は、本発明が適用されたカラオケシステムの概略構成を示すブロック図である。
〈カラオケシステム全体の構成〉
カラオケシステム1は、カラオケ用に予め加工された楽曲(以下、カラオケ楽曲とする)の演奏に応じてユーザが歌唱するためのものである。
また、ガイドメロディは、カラオケ楽曲の旋律を形成する各構成音の音高、及び音価から構成されている。具体的に、本実施形態のガイドメロディは、各構成音それぞれの楽音出力開始時間及び楽音出力終了時間が、各構成音の音高と共に表されている。ただし、ここで言う楽音出力開始時間とは、構成音の出力を開始するカラオケ楽曲の演奏開始からの時間であり、楽音出力終了時間とは、構成音の出力を終了するカラオケ楽曲の演奏開始からの時間である。
〈カラオケ装置について〉
次に、カラオケ装置20の構成について説明する。
カラオケシステム1が使用される場合、カラオケ装置20では、ユーザ情報処理プログラムを実行して、当該カラオケ装置20を利用するユーザの人数分のユーザ情報を受け付け、その受け付けたユーザ情報それぞれを各音声データ格納領域と対応付ける。
〈歌唱音域特定処理〉
次に、CPU28cが実行する歌唱音域特定処理について説明する。
この歌唱音域特定処理は、記憶部21の音声データ格納領域に規定数の音声データが格納された場合、即ち、一人のユーザが規定数分のカラオケ楽曲を歌唱した場合に起動されるものである。
さらに、S130では、S120での周波数解析の結果(周波数スペクトル)に基づいて、該当カラオケ楽曲をユーザが歌唱した時の基本周波数f0の時間遷移を表し、本発明の歌唱データに相当する基本周波数遷移f0v(t)を導出する。
続くS140では、S110で取得した音声データと対応付けられている曲番号データに従って、該当カラオケ楽曲のガイドメロディを記憶部21から取得する。
このように、ガイドメロディ音高と、基本周波数遷移f0v(t)との照合から、時間遅延量tl(k)の算出までの一連の流れを、カラオケ楽曲の時間進行に従って(即ち、kが1からkが最大となるまで、kを順次増加させながら)繰り返す。これにより、全構成音についての時間遅延量tl(k)が求められる。
続くS190では、持続値分布導出処理(S160)にて導出した音声持続値分布に従って、第一歌唱音域を特定する。
具体的に、本実施形態では、図8に示すような歌唱安定度分布上において集計安定度mvsi(f)が、予め規定された特定値以上である最低音高から最高音高までの範囲、即ち、集計安定度mvsi(f)が特定値以上である最低基本周波数から最高基本周波数までの周波数帯を第二歌唱音域としている。
〈持続値分布導出処理〉
次に、持続値分布導出処理について説明する。
この持続値分布導出処理は、図3に示すように、歌唱音域特定処理のS160にて起動されると、まず、S310にて、各対応期間T(k)における音声データを歌唱音声区間vo1(t)として抽出する。
なお、対応期間T(k)は、k番目の構成音に対する歌唱時切替タイミング(即ち、楽音出力開始時間st(k)+時間遅延量tl(k))を、その対応期間T(k)の開始タイミングとする。さらに、対応期間T(k)の時間長tt(k)は、k番目の構成音に対する歌唱時切替タイミングと、k+1番目の構成音に対する歌唱時切替タイミングとの差として求められ、0[s]から、k番目の構成音の音価(即ち、構成音を出力している時間)len(k)[s]までの範囲内となる。すなわち、k番目の構成音について、ユーザが全期間にわたって歌唱できれば、時間長tt(k)は構成音の音価len(k)[s]となり、ユーザが全期間にわたって歌唱できなければ、時間長tt(k)は0[s]となる。
具体的に、本実施形態では、下記の(4)式を用いて、対応期間T(k)に対応する構成音の音高f毎に音声持続時間tpc(k)それぞれを集計し、集計持続時間tp(f)を導出する。
〈安定度分布導出処理〉
次に、安定度分布導出処理について説明する。
この安定度分布導出処理は、図4に示すように、歌唱音域特定処理のS170にて起動されると、まず、S410にて、各対応期間T(k)における基本周波数遷移f0v(t)を歌唱区間f0vn(t)として抽出する。
具体的に、本実施形態における集計安定度mvsi(f)は、音高fと等しい構成音についての全歌唱安定度vsi(k)を、対応する構成音の音価len(k)が長いほど大きな値となるように重み付けして集計し、さらに、音高fと等しい構成音の総数K0にて除した、即ち、正規化したものである。
つまり、本実施形態の歌唱音域特定処理では、各対応期間T(k)における音声データに基づいて、設定値以上の声量で継続して発声していた時間を表す音声持続時間tpc(k)を導出する。さらに、各対応期間T(k)での構成音に対応する音高f毎に音声持続時間tpc(k)を集計した集計持続時間tp(f)を導出する。
[実施形態の効果]
以上説明したように、本実施形態の歌唱音域特定処理では、予め設定された設定値以上の声量にて、ユーザが安定して歌唱できる音高の範囲を第一歌唱音域として判定している。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
また、上記実施形態の持続値分布導出処理におけるS340では、集計持続時間tp(f)を導出する時に、構成音の音価が長いほど大きな重みを付して音声持続時間tpc(k)を集計していたが、重み付けは実行されなくとも良い。
この場合、ユーザが設定値以上の声量で継続(安定)して発声可能な構成音の音価(時間長)を特定することができる。
また、上記実施形態における特定音域利用処理では、特定した各歌唱音域をユーザに報知したり、特定した決定歌唱音域に基づくカラオケ楽曲を推奨曲としてユーザに提案したりしていたが、特定音域利用処理にて実行される処理内容は、これに限るものではない。例えば、特定した決定歌唱音域が狭いほど、採点を厳しくするように採点に用いても良い。
[本発明と本実施形態との対応]
ところで、歌唱音域特定処理のS110を実行することで得られる機能が、本発明の音声信号取得手段に相当し、S120,S130を実行することで得られる機能が、本発明の歌唱データ生成手段に相当し、S140を実行することで得られる機能が、本発明の楽曲データ取得手段に相当する。また、歌唱音域特定処理のS150、及び持続値分布導出処理のS310を実行することで得られる機能が、本発明の歌唱区間特定手段に相当し、持続値分布導出処理のS320,S330を実行することで得られる機能が、本発明の持続値導出手段に相当する。さらに、持続値分布導出処理のS340、及び歌唱音域特定処理のS190を実行することで得られる機能が、本発明の第一音域判定手段に相当する。
Claims (7)
- ユーザによる楽曲の歌唱時における音声信号を取得する音声信号取得手段と、
前記音声信号取得手段で取得した音声信号を周波数解析することで、歌唱の音高の推移を表す歌唱データを生成する歌唱データ生成手段と、
前記楽曲を構成する構成音それぞれの音高及び音価を表す楽曲データを取得する楽曲データ取得手段と、
前記歌唱データ生成手段で生成した歌唱データを、前記楽曲データと照合することで、前記構成音それぞれに対応する区間である歌唱区間を特定する歌唱区間特定手段と、
前記歌唱区間特定手段で特定された歌唱区間毎に、予め設定された設定値以上の声量で前記ユーザが発声していた時間が長いほど大きな値となる音声持続値を導出する持続値導出手段と、
前記持続値導出手段で導出された音声持続値を、それぞれの歌唱区間に対応する構成音の音高毎に集計し、その集計された音声持続値を集計持続値とし、前記集計持続値が、予め規定された規定値以上である最低音高から最高音高までの範囲を、前記ユーザが歌唱可能な音域である第一歌唱音域として判定する第一音域判定手段と
を備えることを特徴とする音域特定システム。 - 前記第一音域判定手段は、
前記集計持続値を正規化すると共に、
その正規化された前記集計持続値の最大値に対して予め規定された割合を前記規定値とすることを特徴とする請求項1に記載の音域特定システム。 - 前記第一音域判定手段は、
前記歌唱区間に対応する前記構成音の音価が長いほど、前記音声持続値に大きな重みを付して集計することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の音域特定システム。 - 前記持続値導出手段は、
前記音声信号取得手段で取得した音声信号の信号レベルに基づいて、前記歌唱区間よりも短く規定された単位区間毎に、前記ユーザの声量を表す声量値を導出する声量値導出手段と、
前記声量値導出手段にて導出された声量値が前記設定値以上である単位区間の長さを積算した値を前記音声持続値として導出する積算値導出手段と
を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の音域特定システム。 - 前記歌唱区間特定手段で特定された歌唱区間それぞれでのビブラートの安定度合いを表す歌唱安定度を導出する安定度導出手段と、
前記安定度導出手段で導出された歌唱安定度を、それぞれの歌唱区間に対応する構成音の音高毎に集計し、その集計された歌唱安定度が、予め規定された特定値以上である最低音高から最高音高までの範囲を、前記ユーザが歌唱可能な音域である第二歌唱音域として判定する第二音域判定手段と
を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の音域特定システム。 - 前記第一音域判定手段で判定された第一歌唱音域と、前記第二音域判定手段で判定された第二歌唱音域とのうち、少なくとも一方を前記ユーザが歌唱可能な音域である歌唱音域として特定する歌唱音域特定手段
を備えることを特徴とする請求項5に記載の音域特定システム。 - コンピュータに、
ユーザによる楽曲の歌唱時における音声信号を取得する音声信号取得手順と、
前記音声信号取得手順で取得した音声信号を周波数解析することで、歌唱の音高の推移を表す歌唱データを生成する歌唱データ生成手順と、
前記楽曲を構成する構成音それぞれの音高及び音価を表す楽曲データを取得する楽曲データ取得手順と、
前記歌唱データ生成手順で生成した歌唱データを、前記楽曲データと照合することで、前記構成音それぞれに対応する前記歌唱中での区間である歌唱区間を特定する歌唱区間特定手順と、
前記歌唱区間特定手順で特定された歌唱区間毎に、予め設定された設定値以上の声量で前記ユーザが発声していた時間が長いほど大きな値となる音声持続値を導出する持続値導出手順と、
前記持続値導出手順で導出された音声持続値を、それぞれの歌唱区間に対応する構成音の音高毎に集計し、その集計された音声持続値を集計持続値とし、前記集計持続値が、予め規定された規定値以上である最低音高から最高音高までの範囲を、前記ユーザが歌唱可能な音域である第一歌唱音域として判定する第一音域判定手順と
を実行させることを特徴とするプログラム。
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