JP5291742B2 - カラオケ装置、音域測定方法、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することのできるカラオケ装置、音域測定方法、および、プログラムに関する。

従来より、業務用のカラオケ装置の普及等に伴い、娯楽としてのカラオケが広まっている。また、近年では、ゲーム装置やパーソナルコンピュータ等に、所定のソフトウェア（カラオケ演奏用のプログラム等）を実行させることにより、ゲーム装置等をカラオケ装置として機能させることも可能となっている。
そのため、ユーザは、ゲーム装置等を用いても、家庭で気軽にカラオケを楽しむことができる。

このようなゲーム装置等を含むカラオケ装置は、一般に、歌唱者（カラオケにて歌うユーザ）の歌唱力を採点できるようになっている。
例えば、カラオケ装置は、カラオケの楽曲音（伴奏等）を演奏すると共に、歌唱者の音声をマイクから入力する。この音声は、基準となる模範音声（音程、音量、および、リズム等）と順次比較される。そして、カラオケ装置は、演奏の終了時に、一連の比較結果に基づいて歌唱者の歌唱力を採点し、その歌唱力を数値等にて表示する。

カラオケ装置の従来技術には、楽曲のサビとなる区間（サビ区間）に重きをおいて、歌唱者の歌唱力を採点することのできるカラオケ装置の発明も開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１０８７７９号公報（第５−１０頁、第２図）

ところで、カラオケにおいては、歌唱者が発声し得る音域（声域）と、楽曲における主旋律（メロディパート）の音高との関係で、歌唱者が適切に発声できない（適切に歌えない）箇所が生じてしまうことがある。つまり、楽曲の主旋律において、歌唱者の音域から外れた音高（高い音や低い音）の箇所が存在していると、歌唱者は、その箇所を適切に発声できないことになる。

この問題に対して、歌唱者が歌う音声（歌声）から、歌唱者の音域を計測し、歌唱者の音域内の楽曲を提案することなども考えられる。
しかしながら、実際にカラオケが行われる場面では、他のユーザの掛け声や物音等もマイクから入力されてしまうため、歌唱者の音域を適切に計測することが困難であった。そのため、歌唱者の音域内であると提案された楽曲でも、歌唱者が発声できない箇所が存在してしまうことがあり、カラオケを開始した後、その箇所を歌う際になって、発声できないと気付く場合も多かった。

このようなことから、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定できるカラオケ装置の開発が求められていた。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することのできるカラオケ装置、音域測定方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係るカラオケ装置は、再生部、入力部、推測部、及び、測定部を備えて構成される。

まず、再生部は、楽曲の伴奏音を再生する。また、入力部は、入力音の入力を受け付ける。推測部は、入力音の音高と、楽曲に規定される旋律（模範音声等）の音高とから、入力音が、伴奏音に合わせて発せられた歌唱者の歌声であるか否かを推測する。例えば、推測部は、入力音の音高さと、模範音声の音高との差が半音以内であれば、歌唱者の歌声であると推測し、それ以外は、歌声でないと推測する。そして、測定部は、歌声であると推測された当該歌声の音高に基づいて、歌唱者の音域を測定する。例えば、測定部は、歌声であると推測された各歌声の音高の分布や、最高及び最低の音高から、歌唱者の音域を測定する。

このように、模範音声の音高にほぼ等しい音高の入力音を歌声であると推測する。そして、模範音声から外れた入力音を、カラオケ中に入力されてしまうノイズ音として除外することで、歌声であると推測される入力音から歌唱者の音域を適切に測定することができる。
この結果、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することができる。

推測部は、入力音のうち、旋律（模範音声等）の音高を基準として所定の音程内（例えば、半音以内）の入力音を、歌声であると推測し、
測定部は、推測部により楽曲中に推測された歌声の音高の分布に基づいて、歌唱者の音域を測定してもよい。
この場合、入力されたノイズ音を効果的に除外でき、歌唱者の音域をより適切に測定することができる。

上記カラオケ装置は、歌唱者の音域に関する情報を記憶する記憶部を更に備え、
測定部は、各楽曲について歌唱者の音域を測定する度に、記憶部に記憶される当該歌唱者の音域の情報を更新してもよい。例えば、歌唱者の最も広い音域が維持されるように、記憶の情報を上書きする。
この場合、歌唱者が歌う度に、歌唱者の音域が測定されて音域の情報が更新されるため、例えば、歌唱者が複数の楽曲（異なる楽曲等）を歌うことにより、正確な音域の情報が記憶部に蓄積されて行くことになる。

上記カラオケ装置は、楽曲に規定される旋律の音高の分布と、記憶部に記憶される歌唱者の音域に関する情報との関係に基づいて、当該歌唱者による歌唱の適否を判定する判定部と、
歌唱者が選択し得る楽曲に関する楽曲情報を、判定部による歌唱の適否と共に表示する表示部と、を更に備えてもよい。
例えば、選曲候補となる複数の楽曲について、判定部が、歌唱の適否（音域チェック）を行う。そして、表示部が、楽曲一覧（選曲画像）を表示する際に、音域チェックの結果を合わせて表示する。この場合、カラオケを始める前に、歌唱者の音域に合致しているか（歌えるかどうか）を確認しながら、楽曲を選ぶことができる。

上記カラオケ装置は、記憶部に記憶される歌唱者の音域に関する情報と、各楽曲に規定される旋律の音高の分布との関係に基づいて、当該歌唱者による歌唱に適する楽曲を検索する検索部と、
検索された楽曲の情報を表示する表示部とを更に備えてもよい。
例えば、選曲候補となる楽曲を検索する際に、検索部が、歌唱者による歌唱に適する楽曲だけを検索する。そして、表示部が、検索された楽曲の楽曲一覧（選曲画像）を表示する。この場合、カラオケを始める前に、歌唱者の音域に合致している楽曲だけを、案内することができる。

上記カラオケ装置は、再生部が再生している楽曲の歌詞を順次表示する表示部を更に備え、
表示部は、測定部が測定した歌唱者の音域から外れた音高の歌詞を報知するために、当該歌詞の表示形態を変化させてもよい。
例えば、表示部は、歌唱者の音域から外れた歌詞を反転表示したり、文字色や大きさを変えて表示する。この場合、カラオケの途中で、声が出せなかった箇所（音域から外れた箇所）を、歌唱者に報知することができる。

本発明の第２の観点に係る音域測定方法は、再生部、入力部、推測部、及び、測定部を有するカラオケ装置が実行する音域測定方法であって、再生ステップ、入力ステップ、推測ステップ、及び、測定ステップを備えて構成される。

まず、再生ステップでは、楽曲の伴奏音を再生する。また、入力ステップでは、入力音の入力を受け付ける。推測ステップでは、入力音の音高と、楽曲に規定される旋律（模範音声等）の音高とから、入力音が、伴奏音に合わせて発せられた歌唱者の歌声であるか否かを推測する。例えば、推測ステップでは、入力音の音高さと、模範音声の音高との差が半音以内であれば、歌唱者の歌声であると推測し、それ以外は、歌声でないと推測する。そして、測定ステップでは、歌声であると推測された当該歌声の音高に基づいて、歌唱者の音域を測定する。例えば、測定ステップでは、歌声であると推測された各歌声の音高の分布や、最高及び最低の音高から、歌唱者の音域を測定する。

このように、模範音声の音高にほぼ等しい音高の入力音を歌声であると推測する。そして、模範音声から外れた入力音を、カラオケ中に入力されてしまうノイズ音として除外することで、歌声であると推測される入力音から歌唱者の音域を適切に測定することができる。
この結果、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することができる。

本発明の第３の観点に係るプログラムは、コンピュータ（電子機器を含む。）を、上記のカラオケ装置として機能させるように構成する。

このプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録することができる。

上記プログラムは、当該プログラムが実行されるコンピュータとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記録媒体は、当該コンピュータとは独立して配布・販売することができる。

本発明によれば、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することができる。

本実施形態に係るカラオケ装置が実現される典型的なゲーム装置の概要構成を示す模式図である。 第１の実施形態に係るカラオケ装置の概要構成を説明するためのブロック図である。 画像生成部により生成される画像の一例を説明するための模式図である。 （ａ）が模範音声の音高を基準とした半音の範囲を説明するための模式図であり、（ｂ），（ｃ）が模範音声の音高から１音以上外れた入力音を説明するための模式図である。 （ａ）が歌声であると推測された入力音の分布の一例を示す模式図であり、（ｂ）が歌声であると推測された入力音から最高及び最低の音高を更新する様子を説明するための模式図である。 選曲画像の一例を示す模式図である。 第１の実施形態に係るカラオケ制御処理を説明するためのフローチャートである。 サブルーチンである音域測定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態に係るカラオケ装置の概要構成を説明するためのブロック図である。 第２の実施形態に係るカラオケ制御処理を説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態に係るカラオケ装置の概要構成を説明するためのブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）全て、歌唱者の音域から外れた箇所を報知する歌詞画像の一例を示す模式図である。 第３の実施形態に係るカラオケ制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下に本発明の実施形態を説明する。以下では、理解を容易にするため、ゲーム装置に本発明が適用される実施形態を説明するが、各種のコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話などの情報処理装置においても同様に本発明を適用することができる。すなわち、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素または全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。

図１は、本発明の実施の形態に係るカラオケ装置が実現される典型的なゲーム装置の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。

ゲーム装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、インターフェース１０４と、マイク１０５、コントローラ１０６と、外部メモリ１０７と、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭドライブ１０８と、画像処理部１０９と、音声処理部１１０と、ＮＩＣ（Network Interface Card）１１１と、を備える。

なお、カラオケ用（カラオケゲーム等）のプログラムおよびデータを記憶したＤＶＤ−ＲＯＭをＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着して、ゲーム装置１００の電源を投入することにより、当該プログラムが実行され、本実施形態のカラオケ装置が実現される。

ＣＰＵ １０１は、ゲーム装置１００全体の動作を制御し、各構成要素と接続され制御信号やデータをやりとりする。

ＲＯＭ １０２には、電源投入直後に実行されるＩＰＬ（Initial Program Loader）が記録され、これが実行されることにより、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録されたプログラムをＲＡＭ １０３に読み出してＣＰＵ １０１による実行が開始される。また、ＲＯＭ １０２には、ゲーム装置１００全体の動作制御に必要なオペレーティングシステムのプログラムや各種のデータが記録される。

ＲＡＭ １０３は、データやプログラムを一時的に記憶するためのもので、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出したプログラムやデータ、その他、カラオケの進行等に必要なデータが保持される。

インターフェース１０４を介して接続されたマイク１０５は、ユーザが発する音声（歌唱音声等）を受け付けて、音声信号に変換して入力する。

インターフェース１０４を介して接続されたコントローラ１０６は、ユーザがカラオケを際に行う操作入力を受け付ける。たとえば、コントローラ１０６は、操作入力に従って、楽曲検索用の文字列（メッセージ）等の入力を受け付ける。

インターフェース１０４を介して着脱自在に接続された外部メモリ１０７には、カラオケに必要なデータ（歌唱履歴や、歌唱者の音域等）が書き換え可能に記憶される。ユーザは、コントローラ１０６を介して指示入力を行うことにより、これらのデータを適宜外部メモリ１０７に記録することができる。

ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着されるＤＶＤ−ＲＯＭには、カラオケ用プログラムとカラオケに必要な画像データや音声データが記録される。ＣＰＵ １０１の制御によって、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８は、これに装着されたＤＶＤ−ＲＯＭに対する読み出し処理を行って、必要なプログラムやデータを読み出し、これらはＲＡＭ １０３等に一時的に記憶される。

画像処理部１０９は、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出されたデータをＣＰＵ １０１や画像処理部１０９が備える画像演算プロセッサ（図示せず）によって加工処理した後、これを画像処理部１０９が備えるフレームメモリ（図示せず）に記録する。フレームメモリに記録された画像情報は、所定の同期タイミングでビデオ信号（映像信号）に変換され画像処理部１０９に接続されるモニタへ出力される。これにより、各種の画像表示が可能となる。

なお、画像演算プロセッサは、２次元の画像の重ね合わせ演算やαブレンディング等の透過演算、各種の飽和演算を高速に実行できる。
また、仮想３次元空間に配置され、各種のテクスチャ情報が付加されたポリゴン情報を、Ｚバッファ法によりレンダリングして、所定の視点位置から仮想３次元空間に配置されたポリゴンを俯瞰したレンダリング画像を得る演算の高速実行も可能である。

さらに、ＣＰＵ １０１と画像演算プロセッサが協調動作することにより、文字の形状を定義するフォント情報にしたがって、文字列を２次元画像としてフレームメモリへ描画したり、各ポリゴン表面へ描画することが可能である。フォント情報は、ＲＯＭ １０２に記録されているが、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録された専用のフォント情報を利用することも可能である。

音声処理部１１０は、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出した音声データをアナログ音声信号に変換し、外部のスピーカに供給して音声を出力させる。例えば、音声処理部１１０は、ＣＰＵ １０１による制御の下、カラオケに使用される楽曲データから伴奏音を生成し、この伴奏音をスピーカから出力させる。
また、音声処理部１１０は、マイク１０５から入力された音声の解析等も行う。

ＮＩＣ １１１は、ゲーム装置１００をインターネット等のコンピュータ通信網（図示せず）に接続するためのものであり、ＬＡＮ（Local Area Network）を構成する際に用いられる１０ＢＡＳＥ−Ｔ／１００ＢＡＳＥ−Ｔ規格に従うものや、電話回線を用いてインターネットに接続するためのアナログモデム、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）モデム、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）モデム、ケーブルテレビジョン回線を用いてインターネットに接続するためのケーブルモデム等と、これらとＣＰＵ １０１との仲立ちを行うインターフェース（図示せず）により構成される。

このほか、ゲーム装置１００は、ハードディスク等の大容量外部記憶装置を用いて、ＲＯＭ １０２、ＲＡＭ １０３、外部メモリ１０７、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着されるＤＶＤ−ＲＯＭ等と同じ機能を果たすように構成してもよい。
また、ユーザからの文字列の編集入力を受け付けるためのキーボードや、各種の位置の指定および選択入力を受け付けるためのマウスなどを接続する形態も採用することができる。

また、本実施形態のゲーム装置１００にかえて、一般的なコンピュータ（汎用のパーソナルコンピュータ等）をカラオケ装置として利用することもできる。たとえば、一般的なコンピュータは、上記ゲーム装置１００と同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、および、ＮＩＣを備え、ゲーム装置１００よりも簡易な機能となる画像処理部を備え、外部記憶装置としてハードディスクを有する他、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等が利用できるようになっている。また、コントローラではなく、キーボードやマウスなどを入力装置として利用する。そして、カラオケ用のプログラムをインストールした後に、そのプログラムを実行させると、カラオケ装置として機能する。

（カラオケ装置の概要）
図２は、本発明の第１の実施形態に係るカラオケ装置２００の概要構成を示すブロック図である。なお、カラオケ装置２００は、ノイズ音（雑音）等を除外して歌唱者の音声（歌声）を把握しつつ、歌唱者が発声し得る音域（声域）を適切に測定することを特徴としている。以下、本図を参照して説明する。

カラオケ装置２００は、楽曲情報記憶部２０１と、画像生成部２０２と、表示部２０３と、再生部２０４と、入力受付部２０５と、推測部２０６と、測定部２０７と、記憶部２０８と、判定部２０９とを備える。

まず、楽曲情報記憶部２０１は、複数の楽曲情報を予め記憶している。この楽曲情報は、例えば、カラオケ楽曲を規定するＭＩＤＩデータ等からなる。なお、楽曲情報には、主旋律となるメロディパートが含まれている。
また、楽曲情報記憶部２０１は、各楽曲に対応して、ユーザ（歌唱者）が模範とすべき歌唱音声を規定する模範音声情報を記憶している。この模範音声情報には、例えば、音高（音程）、音量、及び、リズム等の情報が含まれている。
このような楽曲情報及び、模範音声情報の他にも、楽曲情報記憶部２０１は、楽曲に応じた歌詞情報や背景画像等を記憶している。
なお、上述したＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着されたＤＶＤ−ＲＯＭ、及び、外部メモリ１０７等が、このような楽曲情報記憶部２０１として機能しうる。

画像生成部２０２は、カラオケに必要な種々の画像を生成する。例えば、画像生成部２０２は、演奏されるカラオケ楽曲に対応した歌詞画像や背景画像を生成する。
すなわち、画像生成部２０２は、後述する再生部２０４にて再生される楽曲に対応した歌詞情報及び、背景画像等を楽曲情報記憶部２０１から読み出し、楽曲の進行（再生）に応じて歌詞画像や背景画像を順次生成する。
具体的に画像生成部２０２は、図３に示すような歌詞画像ＫＧ及び背景画像ＨＧを生成する。この歌詞画像ＫＧには、歌詞の内容だけでなく、その歌詞を歌うタイミングを案内する機能（ガイド機能）も持たせている。そのため、画像生成部２０２は、楽曲の進行に応じて表示形態を変化させた歌詞画像ＫＧを生成する。
なお、図３の歌詞画像ＫＧでは、歌詞の反転表示によって歌うタイミングを案内しているが、これは一例であり、ガイド機能のために用いる表示形態は任意である。例えば、歌詞の文字色を変えたり、文字の大きさ等を変えることにより、歌うタイミングを案内してもよい。
また、背景画像ＨＧは、一例として、動画等であり、楽曲の進行に応じて、表示内容が変化するように生成される。
この他にも、画像生成部２０２は、カラオケを開始するに先だって、楽曲を選曲するための選曲画像も生成する。この選曲画像の詳細については、判定部２０９の説明と共に後述する。
なお、上述した画像処理部１０９等が、このような画像生成部２０２として機能しうる。

図２に戻って、表示部２０３は、画像生成部２０２により生成された画像を表示する。つまり、カラオケの開始に伴い、上述した図３のような歌詞画像ＫＧや背景画像ＨＧ等を表示する。また、それに先だって、楽曲を選曲するための選曲画像等も表示する。
なお、上述した画像処理部１０９に接続されるモニタ等が、このような表示部２０３として機能しうる。

再生部２０４は、楽曲情報記憶部２０１から再生対象となる楽曲情報（例えば、ＭＩＤＩデータ等）を読み出し、この楽曲情報に基づいた楽曲音を再生する。例えば、再生部２０４は、音源（各楽器の電子音源）を有しており、読み出したＭＩＤＩデータに規定された楽器を規定された音高や音量等にて鳴らした楽曲音を順次合成し、この楽曲音をスピーカ等から出力させる。この楽曲音には、メロディパート（主旋律）に沿ったメロディ音が含まれており、歌唱者は、このメロディ音に沿って（主旋律に音を合わて）歌うことが可能となる。
なお、上述した音声処理部１１０等が、このような再生部２０４として機能しうる。

入力受付部２０５は、カラオケ中に入力される入力音（歌唱者の音声等）を受け付ける。つまり、再生部２０４が再生する楽曲音に合わせて、歌唱者により入力される歌唱音声等を受け付ける。なお、入力受付部２０５は、歌唱音声だけでなく、周囲に生じるノイズ音（例えば、他のユーザの掛け声や物音等）も入力してしまう。
そして、入力受付部２０５は、受け付けた入力音をサンプリングし、サンプリングした入力信号データを推測部２０６に供給する。
なお、上述したマイク１０５及び、音声処理部１１０等が、このような入力受付部２０５として機能しうる。

推測部２０６は、受け付けられた入力音が、歌唱者の歌声であるかどうかを推測する。上述したように、入力受付部２０５が歌唱音声だけでなく、周囲に生じるノイズ音も入力してしまうため、推測部２０６は、入力受付部２０５から供給された入力信号データ（入力音）の音高を、楽曲における模範音声（主旋律）の音高と比較することで、その入力音声が、歌唱者の歌声であるかどうかを推測する。一例として、推測部２０６は、入力音の音高と、模範音声の音高との差が所定の範囲内であれば、入力音が歌声であると推測する。
具体的には、図４（ａ）に示すように、模範音声の音高Ｔ１〜Ｔ４が規定されている場合、受け付けた各入力音の音高が、各音高Ｔ１〜Ｔ４を基準とした半音ｈ１〜ｈ４の範囲内であれば、推測部２０６は、その入力音が歌唱者の歌声であると推測する。なお、半音について、半音ｈ１を一例として説明すると、音高Ｔ１の半音上（♯：シャープ）から、音高Ｔ１の半音下（♭：フラット）までが、半音ｈ１の範囲である。他の音Ｔ２〜Ｔ４についての半音ｈ２〜ｈ４も同様である。
そのため、図４（ｂ）に示すように、模範音声の音高Ｔ１に対応する入力音Ｎ１の音高が、音高Ｔ１と比較して１音以上低い（半音ｈ１の範囲外）場合に、推測部２０６は、入力音Ｎ１が歌唱者の歌声でない（ノイズ音である）と推測する。同様にして、図４（ｃ）に示すように、模範音声の音高Ｔ４に対応する入力音Ｎ４の音高が、音高Ｔ４と比較して１音以上高い（半音ｈ４の範囲外）場合に、推測部２０６は、入力音Ｎ４が歌唱者の歌声でないと推測する。
そして、推測部２０６は、このように模範音声を基準として、入力音声が歌唱者の歌声であると推測した場合に、その入力音の情報（音高等）を測定部２０７に供給する。
なお、上述したＣＰＵ １０１及び、音声処理部１１０等が、このような推測部２０６として機能しうる。

図２に戻って、測定部２０７は、歌声であると推測された入力音の音高から、歌唱者の音域（声域）を測定する。すなわち、推測部２０６により歌声であると推測された入力音の音高に基づいて、歌唱者の音域を測定する。
具体的に測定部２０７は、図５（ａ）に示すように、歌声であると推測された各入力音Ｎの音高を、楽曲の開始から終了まで蓄積し、全ての入力音Ｎの音高の分布に基づいて、歌唱者の音域を測定する。この他にも、測定部２０７は、図５（ｂ）に示すように、歌声であると順次推測された各入力音Ｎから、楽曲中における最高の音高（入力音ＮＨ）及び最低の音高（入力音ＮＬ）を更新するようにし、楽曲終了時点における最高の音高（入力音ＮＨ）及び最低の音高（入力音ＮＬ）から歌唱者の音域を測定してもよい。
なお、上述したＣＰＵ １０１等が、このような測定部２０７として機能しうる。

図２に戻って、記憶部２０８は、測定部２０７により測定された歌唱者の音域に関する情報を記憶する。この記憶部２０８は、例えば、カラオケの楽曲が終了する度に、測定部２０７によって、歌唱者の音域に関する情報が適宜更新される。つまり、歌唱者の最も広い音域が維持されるように、記憶部２０８の情報が更新される。
なお、上述したＲＡＭ １０３や外部メモリ１０７等が、このような記憶部２０８として機能しうる。

判定部２０９は、楽曲（主旋律）における各音高と、記憶部２０８に記憶される歌唱者の音域との関係に基づいて、歌唱者による歌唱の適否を判定する。例えば、歌唱者がカラオケの楽曲を選択する際に、各楽曲（楽曲の一覧等）における音高の分布が、歌唱者の音域内に収まっているかをそれぞれ判定する。
この判定結果が画像生成部２０２に供給されると、画像生成部２０２は、一例として、図６に示すような各楽曲についての音域チェック（歌唱の適否）を含んだ選曲画像を生成する。
なお、上述したＣＰＵ １０１等が、このような判定部２０９として機能しうる。

（カラオケ装置の動作の概要）
以下、このような構成のカラオケ装置２００の動作について図面を参照して説明する。図７は、カラオケ装置２００が実行するカラオケ制御処理の流れを示すフローチャートである。また、図８は、カラオケ制御処理内における音域測定処理の詳細を示すフローチャートである。
最初に、図７のカラオケ制御処理について説明する。このカラオケ制御処理は、歌唱者に楽曲を選ばせるところから開始する。

まず、カラオケ装置２００は、複数の楽曲を検索する（ステップＳ３０１）。
例えば、ヒット曲や新譜等のような歌唱者にお勧めの楽曲を適宜検索する。なお、検索対象の楽曲は、過去に選択された楽曲の履歴等に基づいて、検索しても良い。

カラオケ装置２００は、検索した各楽曲について、音域チェックを行う（ステップＳ３０２）。
すなわち、判定部２０９は、検索された楽曲（主旋律）の各音高と、記憶部２０８に記憶される歌唱者の音域との関係に基づいて、歌唱者による歌唱の適否を判定する。つまり、その楽曲における音高の分布が、歌唱者の音域内に収まっているかを判定する。

カラオケ装置２００は、音域チェックについてのチェック結果を含んだ楽曲一覧を表示する（ステップＳ３０３）。
すなわち、画像生成部２０２は、上述した図６に示すような音域チェックを含んだ選曲画像を生成して表示部２０３に表示する。

カラオケ装置２００は、歌唱者により、楽曲決定されたか否かを判別する（ステップＳ３０４）。
例えば、図６に示すような選曲画面から何れかの楽曲が選択されたかどうかを判別する。カラオケ装置２００は、楽曲が決定されなかった場合に（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、ステップＳ３０１に処理を戻し、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４の処理を繰り返し実行する。つまり、楽曲を検索し直すと共に、音域チェックを行った楽曲一覧（選曲画像）を再度表示する。

一方、楽曲が決定されると（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）、カラオケ装置２００は、その楽曲を再生すると共に、画像を生成する（ステップＳ３０５）。
すなわち、再生部２０４は、楽曲情報記憶部２０１から対象の楽曲情報を読み出して楽曲音を再生し、また、画像再生部２０２は、楽曲情報記憶部２０１から対象の歌詞情報や背景画像等を読み出して表示画像を生成する。
つまり、カラオケの楽曲音（伴奏等）を再生すると共に、上述した図３に示すような歌詞画像ＫＧ及び背景画像ＨＧを生成して表示部２０３に表示する。

カラオケ装置２００は、入力音を受け付ける（ステップＳ３０６）。
すなわち、入力受付部２０５は、再生する楽曲音に合わせて、歌唱者により入力される歌唱音声等を受け付ける。なお、上述したように、入力受付部２０５は、歌唱音声だけでなく、周囲に生じるノイズ音も入力してしまう。

カラオケ装置２００は、音域測定処理を行う（ステップＳ３０７）。つまり、ノイズ音（雑音）等を除外しつつ、歌唱者が発声し得る音域を測定する。
なお、音域測定処理の詳細については、後述する。

カラオケ装置２００は、入力音声と模範音声とを比較し、得点を算出する（ステップＳ３０８）。
例えば、入力音声について音程、音量、および、リズム等を解析し、それらを模範音声の音程、音量、および、リズム等と比較し、類似度に応じた得点を算出する。この際、入力音声が模範音声に近いほど得点が高くなる。

カラオケ装置２００は、楽曲の再生が終了したか否かを判別する（ステップＳ３０９）。
すなわち、再生部２０４が、カラオケ楽曲の再生を終えたかどうかを判別する。楽曲の再生が終了していないと判別すると（ステップＳ３０９；Ｎｏ）、カラオケ装置２００は、ステップＳ３０５に処理を戻し、上述したステップＳ３０５〜Ｓ３０９の処理を繰り返し実行する。

一方、楽曲の再生が終了したと判別した場合に（ステップＳ３０９；Ｙｅｓ）、カラオケ装置２００は、得点を集計して歌唱力等を表示する（ステップＳ３１０）。つまり、集計した得点から、歌唱者の歌唱力を示すレベルや評価値を特定し、そのレベル等を表示する。

次に、図８を参照して、上述したステップＳ３０７における音域測定処理の詳細を説明する。

まず、カラオケ装置２００は、入力音をサンプリングする（ステップＳ４０１）。
すなわち、入力受付部２０５は、受け付けた入力音をサンプリングし、サンプリングした入力信号データを推測部２０６に供給する。

カラオケ装置２００は、入力音が歌声であると推測されるか否かを判別する（ステップＳ４０２）。
すなわち、推測部２０６は、入力受付部２０５が受け付けた入力音が歌唱者の歌声であると推測されるかどうかを判別する。つまり、推測部２０６は、入力音の音高が、楽曲における模範音声（主旋律）の音高とほぼ等しい場合に、その入力音が、再生される楽曲音（伴奏）に合わせて発せられた歌唱者の歌声であると推測する。
具体的には、上述した図４（ａ）のように、受け付けた入力音の音高が、対応する模範音声（音高Ｔ１〜Ｔ４）を基準とした半音（ｈ１〜ｈ４）の範囲内であれば、推測部２０６は、その入力音が歌唱者の歌声であると推測する。一方、図４（ｂ），（ｃ）のように、入力音（Ｎ１，Ｎ４）の音高が対応する模範音声（音高Ｔ１，Ｔ４）を基準とした半音（ｈ１，ｈ４）の範囲外でれば、推測部２０６は、その入力音が歌唱者の歌声でない（ノイズ音である）と推測する。
そして、歌声でないと推測されると（ステップＳ４０２；Ｎｏ）、カラオケ装置２００は、そのまま音域計測処理を抜けて、図７のカラオケ制御方法に処理を戻す。

一方、歌声であると推測された場合に（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ）、カラオケ装置２００は、入力音の情報を測定部２０７に供給する（ステップＳ４０３）。
すなわち、推測部２０６は、模範音声を基準として歌唱者の歌声であると推測される入力音の情報（音高等）を測定部２０７に供給する。

カラオケ装置２００は、歌唱者の音域を測定する（ステップＳ４０４）。
すなわち、測定部２０７は、歌声であると推測された入力音の音高から、歌唱者の音域（声域）を測定する。つまり、上述したステップＳ４０３にて供給された各入力音の情報から、歌唱者の音域を測定する。
具体的に測定部２０７は、上述した図５（ａ）のように、歌声であると推測されて供給された各入力音Ｎの音の分布に基づいて、歌唱者の音域を測定する。このほかにも、上述した図５（ｂ）のように、順次供給される各入力音Ｎから、楽曲中における最高の音高（入力音ＮＨ）及び最低の音高（入力音ＮＬ）を更新するようにし、楽曲終了時点の入力音ＮＨ，ＮＬから歌唱者の音域を測定してもよい。

カラオケ装置２００は、計測結果に応じて、記憶部２０８を更新する（ステップＳ４０５）。
すなわち、測定部２０７は、計測された音域に関する情報に基づいて、記憶部２０８の情報を更新する。つまり、歌唱者の最も広い音域が維持されるように、記憶部２０８の情報が更新される。
そして、音域計測処理を終えると、カラオケ装置２００は、図７のカラオケ制御方法に処理を戻す。

このような、音域測定処理において、模範音声にほぼ等しい入力音を歌声であると推測する。そして、模範音声から外れた入力音を、カラオケ中に入力されてしまうノイズ音として除外することで、適切な入力音から歌唱者が発声し得る音域を正確に測定することができる。
また、歌唱者が歌う度に、歌唱者の音域が測定されるため、例えば、歌唱者が複数の楽曲（異なる楽曲等）を歌うことにより、正確な音域の情報が記憶部２０８に蓄積されて行くことになる。
そして、そのような記憶部２０８に蓄積された情報に基づいて、選曲候補となる楽曲の音域チェックを行い、その結果を表示する。つまり、歌唱者の音域に合致しているかどうか（歌えるかどうか）が、選曲時に提示されるため、適切な楽曲を選ぶことができる。

この結果、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することができる。また、選曲時に、楽曲の音域を確認して選曲することができる。

（第２の実施形態）
上記の第１の実施形態では、選曲画像において、判定部２０９による音域チェックの結果を歌唱者に提示して、歌唱者の選択を補助する場合について説明したが、歌唱者の音域に合致している楽曲だけを提示するようにしてもよい。
以下、選曲時に、歌唱者の音域に合致する楽曲を提示するカラオケ装置５００について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係るカラオケ装置５００の概要構成を示すブロック図である。

図９に示すように、このカラオケ装置５００は、楽曲情報記憶部２０１と、画像生成部２０２と、表示部２０３と、再生部２０４と、入力受付部２０５と、推測部２０６と、測定部２０７と、記憶部２０８と、検索部５０１とを備える。
なお、楽曲情報記憶部２０１〜記憶部２０８は、上述した図２のカラオケ装置２００の構成と同様である。そして、カラオケ装置５００は、カラオケ装置２００の判定部２０９の代わりに検索部５０１を備えている。

検索部５０１は、記憶部２０８に記憶される歌唱者の音域に関する情報と、各楽曲（主旋律）における音高の分布との関係に基づいて、歌唱者に適する楽曲を検索する。
具体的に、歌唱者がカラオケの楽曲を選択する際に、検索部５０１は、記憶部２０８に記憶される歌唱者の情報に基づいて、歌唱者の音域内に収まっている楽曲だけを、楽曲情報記憶部２０１から検索する。検索部５０１は、検索した楽曲の情報を画像生成部２０２に供給する。

そして、画像生成部２０２は、検索部５０１から供給された楽曲の情報に基づいて、選曲画像（楽曲一覧等）を生成する。つまり、画像生成部２０２は、歌唱者の音域に合致している楽曲だけを、選曲画像（楽曲一覧等）において提示することになる。

このような構成のカラオケ装置５００の動作について図１０を参照して説明する。図１０は、カラオケ装置５００が実行するカラオケ制御処理の流れを示すフローチャートである。
なお、図１０におけるステップＳ３０５〜Ｓ３１０は、上述した図７のカラオケ制御処理と同じ内容であり、同じ参照番号にて示している。
そのため、ステップＳ３０５〜Ｓ３１０については簡単に説明し、カラオケ装置５００の特徴的な処理内容であるステップＳ６０１〜Ｓ６０４については、詳細に説明する。

まず、カラオケ装置５００は、歌唱者の情報を記憶部２０８から取得する（ステップＳ６０１）。つまり、検索部５０１は、歌唱者の音域に関する情報を記憶部２０８から取得する。

カラオケ装置５００は、歌唱者の音域に合致する楽曲を所定数検索する（ステップＳ６０２）。
すなわち、検索部５０１は、歌唱者の音域内に収まっている楽曲だけを、楽曲情報記憶部２０１から所定数検索する。具体的には、記憶部２０８から取得した歌唱者の音域に関する情報と、楽曲情報記憶部２０１における各楽曲における音高の分布とを比較しながら、歌唱者の音域内に収まっている楽曲を検索する。

カラオケ装置５００は、検索された楽曲の楽曲一覧を表示する（ステップＳ６０３）。つまり、画像生成部２０２は、歌唱者の音域に合致している楽曲だけの選曲画像を生成して表示部２０３に表示する。

カラオケ装置５００は、歌唱者により、楽曲決定されたか否かを判別する（ステップＳ６０４）。
カラオケ装置５００は、楽曲が決定されなかった場合に（ステップＳ６０４；Ｎｏ）、ステップＳ６０２に処理を戻し、ステップＳ６０２〜Ｓ６０４の処理を繰り返し実行する。つまり、歌唱者の音域に合致している楽曲を検索し直すと共に、その楽曲一覧（選曲画像）を再度表示する。

一方、楽曲が決定されると（ステップＳ６０４；Ｙｅｓ）、カラオケ装置５００は、ステップＳ３０５に処理を進め、上述した図７のカラオケ制御処理と同様に、ステップＳ３０５〜Ｓ３１０の処理を実行する。

つまり、カラオケ装置５００は、楽曲を再生すると共に画像を生成し、入力音を受け付けて音域測定処理を行い、入力音声と模範音声とを比較し、得点を算出する（ステップＳ３０５〜Ｓ３０８）。
カラオケ装置７００は、楽曲を再生している間、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８の処理を繰り返し、楽曲の再生を終えると、得点を集計して歌唱力等を表示する（ステップＳ３０９〜Ｓ３１０）。

このように、第２の実施形態に係るカラオケ装置５００では、カラオケを始める前に、歌唱に適した楽曲だけを、歌唱者に提示することができる。また、カラオケ装置５００は、第１の実施形態に係るカラオケ装置２００と同様に、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することができる。

（第３の実施形態）
上記の実施形態では、音域チェックの結果を選択画像にて表示等するなどして、歌唱者の音域に合致している楽曲を提示する場合について説明した。それでも、歌唱者の要望から、歌唱者の音域から外れる楽曲があえて選択される場合も起こり得る。そのような楽曲が選択され、カラオケが開始された際に、歌唱者の音域から外れた箇所を報知するようにしてもよい。
以下、カラオケ中に、歌唱者の音域から外れた箇所を報知するカラオケ装置７００について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係るカラオケ装置７００の概要構成を示すブロック図である。

図１１に示すように、このカラオケ装置７００は、楽曲情報記憶部２０１と、画像生成部２０２と、表示部２０３と、再生部２０４と、入力受付部２０５と、推測部２０６と、測定部２０７と、記憶部２０８と、判別部２０９と、報知部７０１とを備える。
なお、楽曲情報記憶部２０１〜判別部２０９は、上述した図２のカラオケ装置２００の構成と同様である。そして、カラオケ装置７００は、カラオケ装置２００の構成に加えて、報知部７０１を備えている。

報知部７０１は、カラオケ中に、歌唱者の音域から外れた楽曲の箇所を報知する。
例えば、報知部７０１は、選曲された楽曲（主旋律）の各音高を、楽曲情報記憶部２０１から順次読み出し、測定部２０７により測定された歌唱者の音域比較する。そして、歌唱者の音域から外れた音高があれば、その箇所を画像生成部２０２に供給する。

そして、画像生成部２０２は、報知部７０１から供給された情報に基づいて、歌詞の表示形態を変更させた歌詞画像を生成する。
例えば、画像生成部２０２は、図１２（ａ）に示すように、歌唱者の音域から外れた音高の歌詞ＤＰの表示形態を変化させた歌詞画像ＫＧを生成する。なお、この歌詞ＤＰでは、反転表示の例を示しているが、この他にも、歌詞ＤＰの文字色や大きさ等を変えることにより、歌唱者の音域から外れたことを報知してもよい。
また、画像生成部２０２は、図１２（ｂ）に示すように、歌唱者の音域から外れたことを示す印ＭＫ１を合成した歌詞画像ＫＧを生成してもよい。この他にも、どれくらい外れているのかを示すために、音域の範囲を示す印ＭＫ２（この場合、上限）と、楽曲の音高を示す音符Ｎとを合成した歌詞画像ＫＧを生成してもよい。

このような構成のカラオケ装置７００の動作について図１３を参照して説明する。図１３は、カラオケ装置７００が実行するカラオケ制御処理の流れを示すフローチャートである。
なお、図１３のカラオケ制御処理は、図７のカラオケ制御処理に、ステップＳ８０１〜Ｓ８０２を加えた内容となっている。つまり、図１３におけるステップＳ３０１〜Ｓ３１０（ステップＳ３０１〜Ｓ３０８、及び、ステップＳ３０９〜Ｓ３１０）は、上述した図７のカラオケ制御処理の処理内容と同様であり、同じ参照番号にて示している。
そのため、カラオケ装置７００の特徴的な処理内容であるステップＳ８０１〜Ｓ８０２を詳細に説明し、ステップＳ３０１〜Ｓ３１０については簡単に説明する。

カラオケ装置７００は、複数の楽曲を選択し、各楽曲について音域チャックを行い、チェック結果を含んだ楽曲一覧を表示する（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３）。
楽曲が選択されると、カラオケ装置７００は、楽曲を再生すると共に画像を生成し、入力音を受け付ける（ステップＳ３０４〜Ｓ３０６）。
そして、カラオケ装置７００は、音域測定処理を行い、入力音声と模範音声とを比較し、得点を算出する（ステップＳ３０７〜Ｓ３０８）。

ここでカラオケ装置７００は、音域外の音高であるか否かを判別する（ステップＳ８０１）。
すなわち、報知部７０１は、模倣音声の音高が、歌唱者の音域から外れた音高であるかどうかを判別する。
カラオケ装置７００は、音域外の音高でないと判別すると（ステップＳ８０１；Ｎｏ）、ステップＳ３０９に処理を進める。

一方、音域外の音高であると判別した場合に（ステップＳ８０１；Ｙｅｓ）、カラオケ装置７００は、音域から外れた音高を報知する（ステップＳ８０２）。
すなわち、報知部７０１により、歌唱者の音域から外れた音高の箇所が画像生成部２０２に供給され、画像生成部２０２は、歌詞の表示形態を変更させた歌詞画像を生成する。
例えば、画像生成部２０２は、上述した図１２（ａ）に示すように、歌唱者の音域から外れた音高の歌詞ＤＰの表示形態を変化させた歌詞画像ＫＧを生成する。また、画像生成部２０２は、上述した図１２（ｂ）に示すように、歌唱者の音域から外れたことを示す印ＭＫ１を合成した歌詞画像ＫＧを生成してもよい。

カラオケ装置７００は、楽曲の再生が終了したか否かを判別する（ステップＳ３０９）。
楽曲の再生が終了していないと判別すると（ステップＳ３０９；Ｎｏ）、カラオケ装置７００は、ステップＳ３０５に処理を戻し、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８，Ｓ８０１〜Ｓ８０２，Ｓ３０９の処理を繰り返し実行する。
一方、楽曲の再生が終了したと判別した場合に（ステップＳ３０９；Ｙｅｓ）、カラオケ装置７００は、得点を集計して歌唱力等を表示する（ステップＳ３１０）。

このように、第３の実施形態に係るカラオケ装置７００では、カラオケの途中で、声が出せなかった箇所を、歌唱者に知らせることができる。また、カラオケ装置７００は、第１の実施形態に係るカラオケ装置２００と同様に、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、歌唱者が発声し得る音域を適切に測定することのできるカラオケ装置、音域測定方法、および、プログラムを提供することができる。

１００ ゲーム装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ インターフェース
１０５ マイク
１０６ コントローラ
１０７ 外部メモリ
１０８ ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ
１０９ 画像処理部
１１０ 音声処理部
１１１ ＮＩＣ
２００，５００，７００ カラオケ装置
２０１ 楽曲情報記憶部
２０２ 画像生成部
２０３ 表示部
２０４ 再生部
２０５ 入力受付部
２０６ 推測部
２０７ 測定部
２０８ 記憶部
２０９ 判定部
５０１ 検索部
７０１ 報知部

Claims (7)

1. 楽曲の伴奏音を再生する再生部と、
   入力音の入力を受け付ける入力部と、
   前記入力音の音高と、前記楽曲に規定される旋律の音高とから、前記入力音が、前記伴奏音に合わせて発せられた歌唱者の歌声であるか否かを推測する推測部と、
   前記歌声であると推測された当該歌声の音高に基づいて、前記歌唱者の音域を測定する測定部と、
   前記再生部が再生している前記楽曲の歌詞を順次表示する表示部と、を備え、
   前記表示部は、前記測定部が測定した前記歌唱者の音域から外れた音高の歌詞を報知するために、当該歌詞の表示形態を変化させる、
   ことを特徴とするカラオケ装置。
2. 請求項１に記載のカラオケ装置であって、
   前記推測部は、前記入力音のうち、前記旋律の音高を基準として所定の音程内の入力音を、前記歌声であると推測し、
   前記測定部は、前記推測部により楽曲中に推測された前記歌声の音高の分布に基づいて、前記歌唱者の音域を測定する、
   ことを特徴とするカラオケ装置。
3. 請求項１又は２に記載のカラオケ装置であって、
   前記歌唱者の音域に関する情報を記憶する記憶部を更に備え、
   前記測定部は、各楽曲について前記歌唱者の音域を測定する度に、前記記憶部に記憶される当該歌唱者の音域の情報を更新する、
   ことを特徴とするカラオケ装置。
4. 請求項３に記載のカラオケ装置であって、
   楽曲に規定される旋律の音高の分布と、前記記憶部に記憶される歌唱者の音域に関する情報との関係に基づいて、当該歌唱者による歌唱の適否を判定する判定部、を更に備え、
   前記表示部は、前記歌唱者が選択し得る楽曲に関する楽曲情報を、前記判定部による歌唱の適否と共に表示する、
   ことを特徴とするカラオケ装置。
5. 請求項３に記載のカラオケ装置であって、
   前記記憶部に記憶される歌唱者の音域に関する情報と、各楽曲に規定される旋律の音高の分布との関係に基づいて、当該歌唱者による歌唱に適する楽曲を検索する検索部、を更に備え、
   前記表示部は、前記検索された楽曲の情報を表示する、
   ことを特徴とするカラオケ装置。
6. 再生部、入力部、推測部、測定部、及び、表示部を有するカラオケ装置における音域測定方法であって、
   前記再生部が、楽曲の伴奏音を再生する再生ステップと、
   前記入力部が、入力音の入力を受け付ける入力ステップと、
   前記推測部が、前記入力音の音高と、前記楽曲に規定される旋律の音高とから、前記入力音が、前記伴奏音に合わせて発せられた歌唱者の歌声であるか否かを推測する推測ステップと、
   前記測定部が、前記歌声であると推測された当該歌声の音高に基づいて、前記歌唱者の音域を測定する測定ステップと、
   前記表示部が、前記再生部が再生している前記楽曲の歌詞を順次表示する表示ステップと、を備え、
   前記表示ステップでは、前記測定ステップにて測定した前記歌唱者の音域から外れた音高の歌詞を報知するために、当該歌詞の表示形態を変化させる、
   ことを特徴とする音域測定方法。
7. コンピュータを、
   楽曲の伴奏音を再生する再生部、
   入力音の入力を受け付ける入力部、
   前記入力音の音高と、前記楽曲に規定される旋律の音高とから、前記入力音が、前記伴奏音に合わせて発せられた歌唱者の歌声であるか否かを推測する推測部、
   前記歌声であると推測された当該歌声の音高に基づいて、前記歌唱者の音域を測定する測定部、
   前記再生部が再生している前記楽曲の歌詞を順次表示する表示部、として機能させ、
   前記表示部は、前記測定部が測定した前記歌唱者の音域から外れた音高の歌詞を報知するために、当該歌詞の表示形態を変化させる、
   ように機能させることを特徴とするプログラム。

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