JP5585320B2 - 歌唱音声評価装置 - Google Patents
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Description
本発明は、歌唱者自らの判断によらず、歌唱者の歌唱音域を評価することを目的とする。
[ハードウエア構成]
図1は、本発明の実施形態におけるカラオケ装置1の構成を説明するブロック図である。カラオケ装置1は、本発明の歌唱音声評価装置の一例であり、入力された歌唱音声の評価を行う装置である。カラオケ装置1は、歌唱者の歌唱音声が入力され、その歌唱音声の音域の評価を行う。まず、カラオケ装置1のハードウエア構成について説明する。
表示部30は、液晶ディスプレイなどの表示デバイスであり、制御部10の制御に応じた内容の表示を行う。この表示の内容は、カラオケの楽曲の進行に応じた背景画像、歌詞テロップ、メニュー画面、歌唱音声の評価結果などである。
通信部40は、制御部10の制御に応じて、インターネットなどの通信回線と接続して、サーバ装置などの通信装置と情報のやり取りを行う。制御部10は、通信部40を介して取得した情報を用いて、記憶部50に記憶される情報を更新するようにしてもよい。
記憶部50は、ハードディスク、不揮発性メモリなどの記憶手段であり、楽曲データ、歌唱音声データ、および評価結果情報をそれぞれ記憶する記憶領域を有する。
楽曲データは、歌唱者によって操作部20の操作により指定された楽曲に対応するものが制御部10によって読み出され、カラオケの伴奏音のスピーカ61からの出力、歌詞テロップの表示部30への表示に用いられる。
評価結果情報は、歌唱音声評価機能により生成され、歌唱音声の音域を評価するための情報である(図6参照)。具体的な内容については、歌唱音声評価機能における説明で述べる。
以上が、カラオケ装置1のハードウエア構成についての説明である。
次に、カラオケ装置1の制御部10が制御プログラムを実行することによって実現される歌唱音声評価機能について説明する。なお、以下に説明する歌唱音声評価機能を実現する歌唱音声評価部100における各構成の一部または全部については、ハードウエアによって実現してもよい。
取得部110は、記憶部50に記憶された歌唱音声データのうち、予め決められた評価期間の歌唱音声に対応する部分(この例においては、楽曲全体)の歌唱音声データを取得して、音高特定部120および範囲特定部130に出力する。
音高特定部120は、このようにして特定した歌唱音高を示す情報を時系列に算出部140に出力する。
範囲特定部130は、このようにして特定した音高範囲(以下、特定音高範囲という)、算出した信頼度(以下、算出信頼度という)を示す範囲情報を時系列に評価部150に出力する。
この例においては、このように、範囲特定部130と音高特定部120とで異なる検出方法で検出された音高に基づいて歌唱音高、音高範囲を特定している。一方、例えば、FFT処理においても精度の高い第1フォルマントの周波数検出が可能であれば、音高特定部120に代えて、範囲特定部130において検出した第1フォルマントの周波数を示す歌唱音高を算出部140に出力するようにしてもよい。
算出部140は、算出した一致度(以下、算出一致度という)を示す情報と、歌唱すべき構成音およびその指定音高を特定可能な情報とを対応付けた一致度情報を、評価部150に出力する。算出部140における処理の具体例について、図3を用いて説明する。
音高特定部120において特定された歌唱音高は、Pで示した曲線に対応している。
横軸に記載したN1、N2、・・・は、各構成音の期間に対応した部分として時系列で表され、以下、N1部分の構成音を構成音N1などというものとする。例えば、構成音N2は、指定音高が「E4」である。
そして評価部150は、算出一致度を、変換した音高に対する歌唱評価として評価結果情報に記録(ステップS150)し、その構成音についての評価処理を終了する。評価部150は、歌唱すべき全ての構成音について、これらの評価処理を繰り返す。続いて、評価結果情報について図6を用いて説明する。
算出一致度履歴とは、上記評価処理のステップS150において記録される算出一致度であり、音高に対する歌唱評価として記録する度に、その評価音高に対応する履歴として記録されていく。例えば、図6に示す例においては、評価音高「D3」については、算出一致度の記録が4回なされた状態である。
評価点は、算出一致度履歴に記録された数値に応じて算出される点数であり、この例においては、算出一致度履歴における各点数の平均として決められている。例えば、図6に示す例においては、評価音高「C3」については、算出一致度の記録が「70」、「60」であるから、平均の「65」が評価点となっている。この評価点の算出は、評価処理のステップS150における一連の処理として評価部150が行う。
そして、音域特定部160は、検出した最低音域音高から最高音域音高までを歌唱音域として特定して、歌唱音域を示す情報を出力部170に出力する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
[変形例1]
上述した実施形態において、カラオケ装置1は、楽曲が終了した後、楽曲全体を1つの評価期間として歌唱音域の評価をしていたが、1つの楽曲を複数の評価期間に分割して、各期間において評価をしてもよいい。例えば、複数の評価期間とは、楽曲の構成単位、例えば、歌詞の1番に相当する期間と2番に相当する期間であってもよいし、一定時間単位で区切られた期間であってもよい。
この場合には、評価部150は、楽曲データを参照したり、計時したりして複数の評価期間を認識し、各評価期間に対応する評価結果情報を生成して記録すればよい。
上述した実施形態において、出力部170は、評価結果情報に応じて音域特定部160により特定された歌唱音域に応じた表示をさせるための情報を表示部30に出力していたが、評価結果情報に示される各評価音高の評価点をヒストグラムなどによりグラフ化したものの表示をさせるための情報を表示部30に出力するようにしてもよい。これによっても歌唱者は、自らの歌唱音声がどの程度の歌唱音域を有するのかを知ることができる。
また、出力部170は、評価結果情報に応じて特定された歌唱音域に基づいて、歌唱音域に対する音域評価点を算出して、その音域評価点の表示をさせるための情報を表示部30に出力するようにしてもよい。この音域評価点は、歌唱音域と楽曲の音域との比較結果に基づいて算出されるようにしてもよい。
このように、出力部170は、評価結果情報に応じた内容で表示部30に表示させるための情報を出力するのであれば、どのような情報であってもよい。
上述した実施形態においは、範囲特定部130は、特定した音高範囲に対する信頼度を算出していたが、必ずしも信頼度を算出しなくてもよい。信頼度を算出しない構成である場合であれば、評価部150における評価処理において、図4のステップS120、S130における処理は不要である。
上述した実施形態において、評価部150の評価処理におけるステップS120の判定で用いられるしきい値は、予め決められたものであったが、変更可能に構成されていてもよい。例えば、しきい値を変更する指示が操作部20への操作によって入力されると、制御部10は、このしきい値を指示に応じて変更するようにすればよい。また、対応する構成音について算出部140において算出された算出一致度に応じてしきい値が変化するようにしてもよい。例えば、算出一致度が低ければしきい値を高くし、算出一致度が高ければしきい値を低くすればよい。
なお、音域特定部160において歌唱音域の特定のときに用いられる合格点数など、各種の判定処理に用いられるしきい値についても上記同様に変更可能に構成されていてもよい。
上述した実施形態において、評価結果情報に示される評価点は、算出一致度履歴における各点数の平均として決められていたが、それ以外の算出方法により決められるようにしてもよい。例えば、算出一致度履歴における最高点を評価点としてもよいし、最低点を評価点としてもよい。この場合には、評価部150は、評価結果情報に算出一致度を履歴として記録しなくてもよい。例えば、最高点を評価点とする場合には、評価部150は、現時点における評価点と取得した算出一致度とを比較して、算出一致度が評価点より高い場合に限り評価点を算出一致度に置き換えるようにすればよいためである。
また、評価部150は、算出一致度履歴に記録された点数に統計処理を行って得られる指標(中央値、最頻値など)に基づいて、評価点を決めるようにしてもよい。
上述した実施形態において、音域特定部160は、評価結果情報における評価音高の低い音高から順に評価点が予め決められた合格点数を超えているか否かを判定し、最初に合格点数を超えている評価音高を最低音域音高として検出していたが、他の判定手法により検出してもよい。例えば、音域特定部160は、評価結果情報に示される評価音高に対する評価点の分布から、統計処理などの演算処理を行って歌唱音域を特定するようにすればよい。なお、上記説明においては、最低音域音高を例として説明したが、最高音域音高の検出についても同様に変形可能である。
上述した実施形態において、範囲特定部130は、音高特定部120において特定された歌唱音高を用いて、音高範囲を特定するようにしてもよい。この場合には、範囲特定部130は、音高特定部120から出力される情報を取得し、検出した第1フォルマント周波数を、歌唱音高の整数分の1の周波数および整数倍の周波数のいずれに近いかという判定から音高範囲を決めてもよい。
例えば、音高特定部120において特定された歌唱音高が440Hzであれば、範囲特定部130は、第1フォルマント周波数が、110、220、440、880、1760Hzのいずれに近いかという判定をして音高範囲を決めてもよい。例えば、範囲特定部130は、第1フォルマント周波数が240Hzとして検出された場合には、220Hzに近いから、220Hzが属する音高範囲である第2音高範囲として特定すればよい。
上述した実施形態において、評価部150は、ステップS240において特定音高範囲を、ステップS230において判定したずれの程度に応じた音高範囲として決定したが、別の方法において判定したずれの程度に応じた音高範囲として決定してもよい。評価部150は、例えば、実施形態においては、条件を満たしている1つの構成音について、指定音高の属する音高範囲に対する特定音高範囲のずれの程度を判定していたが、条件を満たしている構成音をさらに前に遡った構成音も含んで複数抽出し、抽出した複数の構成音について、指定音高の属する音高範囲に対する特定音高範囲のずれの程度を判定してもよい。この場合、構成音ごとに対応してずれの程度が複数得られることになるが、評価部150は、複数のずれの程度に基づいて、ステップS230において判定すべきずれの程度を算出すればよい。例えば、複数のずれの程度が「−1」、「−1」、「−1」、「−2」であった場合には、これらの平均をとり整数となるように四捨五入した「−1」としてもよいし、最頻値である「−1」としてもよい。
上述した実施形態においては、出力部170から出力される情報は、歌唱音域を表示部30に表示させるための情報であったが、それ以外の内容を示す情報であってもよい。出力部170から出力される情報は、歌唱者に歌唱音域の評価結果を報知するためのものであればよいから、例えば、評価結果の内容を声で表した音声データであってもよい。また、出力部170から出力される情報は、音響処理部60における音源を用いて発音させるためのMIDI形式のシーケンスデータであってもよい
上述した実施形態における制御プログラムは、磁気記録媒体(磁気テープ、磁気ディスクなど)、光記録媒体(光ディスクなど)、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供し得る。また、カラオケ装置1は、制御プログラムをネットワーク経由でダウンロードしてもよい。
Claims (4)
- 楽曲データの再生中に入力された歌唱音声を取得する取得手段と、
前記取得された歌唱音声の歌唱音高を特定する音高特定手段と、
オクターブ単位で区切られた音高範囲であって前記取得された歌唱音声の音高が属する音高範囲を特定する範囲特定手段と、
前記楽曲データにより指定される歌唱すべき各構成音について、前記楽曲データにより指定される指定音高と前記歌唱音高とを比較して、当該指定音高と当該歌唱音高とが同じ音高範囲に属するようにオクターブ単位で変換した場合における音高の一致度を算出する算出手段と、
前記歌唱すべき構成音の指定音高を当該構成音について前記特定された音高範囲に属するようにオクターブ単位で変換し、当該構成音について算出された一致度に基づいて当該変換した音高に対する歌唱評価を行う評価手段と、
前記歌唱評価の結果に応じた情報を出力する出力手段と
を具備することを特徴とする歌唱音声評価装置。 - 前記音高特定手段は、前記取得された歌唱音声から第1検出方法により検出された音高に基づいて前記歌唱音高を特定し、
前記範囲特定手段は、前記第1検出方法とは異なる第2検出方法により検出された音高に基づいて前記音高範囲を特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の歌唱音声評価装置。 - 前記範囲特定手段は、前記歌唱すべき構成音について前記特定した音高範囲の正確性の指標となる信頼度を算出し、
前記評価手段は、前記構成音について特定した音高範囲の信頼度が予め決められたしきい値未満となった場合には、当該構成音より前の構成音に対応する信頼度が当該しきい値以上となった音高範囲と当該前の構成音の指定音高が属する音高範囲との関係に基づいて決定した音高範囲に属するように、前記指定音高を変換する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の歌唱音声評価装置。 - 前記歌唱評価の結果に応じて、一定範囲の音高を前記歌唱音声の音域として特定する音域特定手段をさらに具備し、
前記出力手段が出力する情報は、前記特定した音域を示す音域情報である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の歌唱音声評価装置。
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