JP6135229B2 - 歌唱評価装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る歌唱評価装置100のブロック図である。図1に示すように、歌唱評価装置100は、利用者の歌唱を評価する装置であり、演算処理装置10と記憶装置12と収音装置14と表示装置16とを具備するコンピュータシステムで実現される。
以上の説明では倍音比率を特徴量Fとして例示したが、倍音比率以外の指標を特徴量Fとして利用することも可能である。特徴量Fの具体例を以下に列挙する。前掲の倍音比率や以下に例示する各指標は、歌唱音声の声質に関する特徴量Fとして包括的に表現される。なお、以下に例示する各特徴量Fを利用して歌唱評価値Xを算定する構成や方法は第1実施形態と同様である。
特徴量算定部32は、歌唱音声のうちシンギングフォルマントの周波数を含む周波数帯域WB1の成分の強度EB1と周波数帯域WB1を包含する周波数帯域WB2の成分の強度EB2との強度比に応じた指標(以下「シンギングフォルマント比」という)を特徴量Fとして単位期間毎に算定する。具体的には、周波数帯域WB2内の強度EB2に対する周波数帯域WB1内の強度EB1の強度比(EB1/EB2)がシンギングフォルマント比として算定される。
特徴量算定部32は、歌唱音声のスペクトルを近似する直線の勾配(以下「包絡近似勾配」という)を特徴量Fとして単位期間毎に算定する。具体的には、歌唱音声の特定の周波数帯域内のスペクトルのうち歌唱音声の各倍音成分に対応するピークの頂点を相互に連結した包絡線を近似する直線の勾配が包絡近似勾配として算定される。包絡近似勾配が大きい歌唱音声(すなわち、低音側から高音側までの広範囲にわたり倍音成分の強度が維持された歌唱音声)は受聴者により「響く声」「通る声」「豊かな声」と知覚される。すなわち、包絡近似勾配は、前掲の倍音比率やシンギングフォルマント比と同様に、歌唱音声の聴感的な響きの度合の指標として利用される。したがって、表示処理部26は、倍音比率について前述した例示と同様のメッセージ(例えば「よく響く歌声です」という文字列)を歌唱評価値Xに応じて表示装置16に表示させる。
特徴量算定部32は、歌唱音声の調波成分の強度ED1と非調波成分の強度ED2との強度比に応じた指標(以下「歌唱SN比」という)を特徴量Fとして単位期間毎に算定する。具体的には、非調波成分(雑音成分)の強度ED2に対する調波成分(信号成分)の強度ED1の強度比(ED1/ED2)が歌唱SN比として算定される。調波成分は、音高Pに対応する間隔で基音成分と複数の倍音成分とを周波数軸上に配列した系列(倍音構造)であり、非調波成分は、歌唱音声のうち調波成分以外の成分(例えば聴感的に気息音と知覚される音響成分)である。歌唱SN比が小さい歌唱音声(すなわち、非調波成分が調波成分に対して優勢である歌唱音声)は受聴者により「ハスキーな声」「ダミ声」「ブレッシー(breathy)な声」と知覚される。すなわち、歌唱SN比は、歌唱音声の気息性(ハスキー声,嗄れ声)の度合の指標として利用される。表示処理部26は、歌唱SN比の大小を示すメッセージ(例えば「ハスキーな歌声です」という文字列)を歌唱評価値Xに応じて表示装置16に表示させる。
特徴量算定部32は、歌唱音声から特定される複数の倍音成分の各々を低次側から順番に選択したときに強度が所定値を下回る倍音成分の周波数の最大値(以下「倍音最大周波数」という)を特徴量Fとして単位期間毎に算定する。倍音最大周波数が大きい歌唱音声は受聴者により「厚い声」「重厚な声」と知覚される。すなわち、倍音最大周波数は、歌唱音声の聴感的な厚みの度合の指標として利用される。表示処理部26は、倍音最大周波数の大小を示すメッセージ(例えば「厚みのある歌声です」という文字列)を歌唱評価値Xに応じて表示装置16に表示させる。
本発明の第2実施形態を以下に説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
XH=λ1・X1+λ2・X2+λ3・X3 ……(1)
歌唱評価値X1の加重値λ1と歌唱評価値X2の加重値λ2と歌唱評価値X3の加重値λ3との各々は、可変値(例えば利用者からの指示に応じた数値)または所定の固定値に設定される。以上の説明から理解される通り、響き評価値XHは、歌唱音声の響きの度合を複数の観点(倍音比率,シンギングフォルマント比,包絡近似勾配)から総合的に評価した指標に相当する。なお、響き評価値XHの算定方法は適宜に変更される。例えば、歌唱評価値X1と歌唱評価値X2と歌唱評価値X3との代表値(例えば最大値や平均値)を響き評価値XHとして算定することも可能である。
S=αA・XH+αB・X4+αC・X5 ……(2)
響き評価値XHの加重値αAと歌唱評価値X4の加重値αBと歌唱評価値X5の加重値αCとの各々は、可変値(例えば利用者からの指示に応じた数値)または所定の固定値に設定される。なお、歌唱音声の気息性(ハスキー声の度合)は音声の響きや厚み等と比較して聴感的に知覚され易いという傾向がある。したがって、気息性の度合の指標である歌唱評価値X4の加重値αBを、歌唱音声の響きの度合を示す響き評価値XHの加重値αAや歌唱音声の厚みの度合を示す歌唱評価値X5の加重値αCと比較して大きい数値に設定した構成(αB>αA,αC)が好適である。以上の説明から理解される通り、第2実施形態の評価値合計部56は、複数の歌唱評価値Xの加重和に応じて声質表現力評価値SEを算定する。なお、声質表現力評価値SEの算定方法は適宜に変更される。例えば、響き評価値XHと歌唱評価値X4と歌唱評価値X5との代表値(例えば最大値や平均値)を声質表現力評価値SEとして算定することも可能である。
第1実施形態では、歌唱音声の複数の特徴量Fの数値範囲RFの広狭に応じて歌唱評価部24の評価処理部34が歌唱評価値Xを算定した。第3実施形態では、評価処理部34(評価値算定部346)の動作が第1実施形態とは相違する。なお、第3実施形態の特徴量Fは、例えば前掲の複数種の指標(倍音比率,シンギングフォルマント比,包絡近似勾配,歌唱SN比,倍音最大周波数)から選択された任意の1種類である。
Y=γ1・X+γ2・M ……(3)
歌唱評価値Xの加重値γ1と代表値Mの加重値γ2との各々は、可変値(例えば利用者からの指示に応じた数値)または所定の固定値に設定される。代表値Mは、図7から理解される通り、楽曲内の複数の特徴量Fの最大値である。ただし、複数の特徴量Fの最頻値(度数が最多である数値)や中央値(大小順で中央の数値),複数の特徴量Fの最小値を代表値Mとして利用することも可能である。例えば、歌唱SN比を特徴量Fとした構成では、最大値以外の代表値(例えば平均値や最小値)Mが好適である。
前述の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は適宜に併合され得る。
Y[n]=γ1・Z[n]+γ2・M[n] ……(3A)
Z=η1・Z[1]+η2・Z[2]+η3・Z[3] ……(4)
低音側の音域G[1]および高音側の音域G[3]は中間の音域G[2]と比較して声質を変動させることが困難であるという傾向があるから、音域G[1]や音域G[3]内での特徴量Fの変動(歌唱評価値Z[1]や歌唱評価値Z[3])が音域G[2]内の変動と比較して大きい歌唱音声は、表現力が豊かな熟練した歌唱であると評価できる。以上の傾向を考慮すると、音域G[1]の加重値η1および音域G[3]の加重値η3が音域G[2]の加重値η2を上回る構成が好適である。
Claims (5)
- 歌唱音声の声質に関する特徴量を順次に算定する特徴量算定部と、
前記特徴量算定部が算定した複数の特徴量の数値範囲を音高毎に特定し、複数の前記数値範囲のうち分布幅が最大である数値範囲の広狭に応じて、前記歌唱音声の歌唱の評価を示す歌唱評価値を算定する評価処理部と
を具備する歌唱評価装置。 - 前記評価処理部は、前記歌唱評価値と前記歌唱音声の複数の特徴量の代表値とに応じて、前記歌唱音声の声質の評価を示す声質評価値を算定する
請求項1の歌唱評価装置。 - 前記評価処理部は、前記特徴量の最大値または最頻値を前記代表値として、前記歌唱評価値と前記代表値との加重和に応じた前記声質評価値を算定する
請求項2の歌唱評価装置。 - 前記評価処理部は、複数の音域の各々について、当該音域内の各音高に対応する特徴量の数値範囲に応じた歌唱評価値を算定する
請求項1から請求項3の何れかの歌唱評価装置。 - 歌唱音声の声質に関する相異なる種類の特徴量に各々が対応し、歌唱音声の歌唱の評価を示す歌唱評価値を当該特徴量に応じて算定する複数の歌唱評価部と、
前記複数の歌唱評価部の各々が算定した歌唱評価値の加重和に応じて声質表現力評価値を算定する評価値合計部とを具備し、
前記複数の歌唱評価部の各々は、
当該歌唱評価部に対応する特徴量を順次に算定する特徴量算定部と、
前記特徴量算定部が算定した複数の特徴量の数値範囲を音高毎に特定し、複数の数値範囲のうち分布幅が最大である数値範囲の広狭に応じて、前記歌唱音声の歌唱の評価を示す歌唱評価値を算定する評価処理部とを含む
歌唱評価装置。
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