JPH01288900A - 歌声伴奏装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、歌い手の歌い易い調やテンポで伴奏を演奏す
ることのできる歌声伴奏装置に関する。

（従来の技術） 歌声の伴奏には、従来より、実際に人間が演奏する方式
（方式１）や、カラオケと呼ばれるテープやコンパクト
ディスクなどに録音された演奏を再生する方式（方式２
）が−膜内に用いられている。また、近年では、コンピ
ュータによる自動演奏（方式３）も用いられている。

これら従来方式により歌伴奏が演奏される場合、曲の調
やテンポはあらかじめ定められている場合がほとんどで
ある。しかし、特定の歌い手用に調やテンポが設定され
ている場合は除いて、カラオケのように歌い手が不定で
ある場合には、設定されている調やテンポが歌い手にと
って歌いやすいとは限らない。調やテンポが適切でなけ
れば、歌いづらい、または、歌えない、など歌を楽しむ
ことができない。このような場合、歌い手の歌いやすい
調やテンポに変更することができれば、どのような歌い
手でも歌を楽しむことができる。

従来方式において、調やテンポを変更する場合、方式１
では、実際の歌唱の前に伴奏演奏者に調やテンポを指示
することによって変更が可能である。指示の仕方は、歌
い手が実際に歌いやすい調、テンポで曲の一部を歌えば
よい。伴奏演奏者は、歌い手の歌声から調とテンポを聞
き取り、演奏を行う。

方式２では、録音された演奏を再生するだけなので、基
本的に調やテンポを自由を変化させることはできない。

一部、テープの走行速度を変化させることにより調やテ
ンポを標準値より高めたり低めたりできるものがあった
。この場合、テープの走行速度を早めると調もテンポも
上がり、また、逆に遅めると調もテンポも下がる、とい
う具合いに両者を独立に変更することはできなかった。

方式３は、近年の電子機器の発達や低価格化により用い
られるようになった方式であり、コンピュータが演奏デ
ータに従って自動演奏を行なうものである。コンピュー
タ制御による自動演奏は、ヤマハ製のＱＸ３などの自動
演奏専用の製品や、日本電気製のＰＣ９８０１なとの汎
用コンピュータと市販の自動演奏用ソフトウェアを用い
て行うことができる。この方式３の場合、調やテンポの
変更は自動演奏の制御プログラムにそのような機能があ
れば可能であり、市販のプログラムには基本機能として
備わっている。自動演奏の制御プログラムとしては、例
えば、′カモンミューンソク社”の“ＲＣＸ−ＰＣ９８
”という市販のソフトウェアがある。このソフトウェア
では、コンピュータの英数キーボードより調やテンポを
入力することによりそれらの変更が可能である。調の変
更は、現在の伴奏データの調からの移調幅を指定する。

移調幅は移調の度合であり、音程の度数で指定する。例
えば、もとの伴奏データの音程を２度上げる場合には、
伴奏データの音程全体に対して、＋２のトランスポーズ
を行う。また、テンポは、−分間当りの四分音符の数を
入力する。

（発明が解決しようとする課題） 従来技術の方式１は、歌い手が機器を操作する必要はな
いが、常に演奏者が必要であり、また、演奏者もあらゆ
る調や速度で演奏することができる能力を必要とする。

そのため、手軽に歌声伴奏の演奏ができなかった。

また、方式２では、手軽に歌声の伴奏をさせることがで
きる。しかし、録音された演奏を再生するだけなので、
調やテンポは、前述のようにテープの走行速度により多
少の変更ができるにすぎない。その場合も、調が上がれ
ばテンポも上がり、逆に、調が下がれば速度が下がる、
という具合いに両者を独立に変化させることはできない
。また、テープの走行速度を変えすぎると演奏が聴きず
らくなるという欠点があった。

方式３では、調やテンポを自由に変更できるが、変更す
るには自動演奏装置の操作を知っているオペレータがい
るか、または、歌い手が操作を知らなくてはならない。

さらに、歌い手がどの程度移調するかや、テンポの値を
い（つにするかを知っている必要があり、歌い手が音楽
の専門家でなければ、実際にいろいろな調や速度で演奏
させてみて試行錯誤的に調や速度を決定する必要がある
。また楽器やメトロノームなどの望む調やテンポを知る
機器が必要である。以上のように、方式３による調やテ
ンポの変更は、歌い手がその場で簡単に変更できるもの
ではなく、手間がかかることが問題であった。

本発明の目的は、以上の問題点を解決し、歌い手が歌い
やすい調やテンポをオペレータの手Ｕけなく、歌唱の直
前に簡単に設定することのできる歌声伴奏装置を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明におけ４第一の発明による歌声伴奏装置は、曲の
一部を歌った声を入力する手段と、メロディ情報を音程
や音長の情報として格納するメロディ格納部と、入力さ
れた歌声を分析し前記メロディ格納部のメロディ情報を
用いて移調幅を決定する調決定部と、演奏に必要な音楽
情報を基本伴奏データとして格納する基本伴奏データ格
納部と、基本伴奏データ格納部の基本伴奏データを前記
調決定部において決定された移調幅で移調して伴奏デー
タを作成する伴奏データ作成部と、作成された伴奏デー
タに従って演奏を行う演奏制御部を有することを特徴と
する。

本発明における第２の発明による歌声伴奏装置は、曲の
一部を歌った声を入力する手段と、メロディ情報を音程
や音長の情報として格納するメロディ格納部と、入力さ
れた歌声を分析し前記メロディ格納部のメロディ情報を
用いて移調幅とテンポを決定する調テンポ決定部と、演
奏に必要な音楽情報を基本伴奏データとして格納する基
本伴奏データ格納部と、基本伴奏データ格納部の基本伴
奏データを前記調テンポ決定部において決定された移調
幅で移調し同じく決定されたテンポを設定した伴奏デー
タを作成する伴奏データ作成部と、作成された伴奏デー
タに従って演奏を行う演奏制御部を有することを特徴と
する。

（作用） 本発明における第一の発明は、歌い手の歌声を分析して
調を求め、求められた調で伴奏データを作成し、コンピ
ュータによる自動演奏をさせて歌声伴奏とするものであ
る。そのため、本発明の歌声伴奏装置では、あらかじめ
メロディを保持したメロディ格納部と、歌い手の歌声を
分析してメロディ格納部の基本メロディとの音程差から
移調幅を求める調決定部を設けている。本発明によると
、歌い手は、歌だけで、しかも、オペレータの必要なく
望む調の指定が可能となる。以下に、本発明の動作原理
を説明する。

ます、メロディ格納部にはあらかじめ定められた曲のメ
ロディが音程と音長の情報として格納されている。ここ
でメロディ格納部に格納されているメロディを基本メロ
ディと呼ぶことにする。また、歌い手が歌う曲はあらか
じめ分かっているとする。

歌い手は、正式な歌唱の前に、自分の歌いやすい音程で
歌の冒頭の一部を歌う。歌声は、順次Ａ／Ｄ変換され波
形データとして取り込まれる。波形データは分析され、
時系列のパワーデータとピッチデータに変換される。パ
ワーデータとピッチデータを得るには、例えば、一般に
良く知られている自己相関関数による方式を用いること
ができる。ピッチの抽出法には、東海大学出版の「ディ
ジタル音声処理」　（古井貞懸、著）の５７頁から５９
頁に述べられているように、さまざまな方式が知られて
おりそれらの方式を用いることができる。

次に、パワーデータからメロディの音符各−音ごとの区
間を求めるセグメンテーションが行われる。セグメンテ
ーション法としては、パワーデータの時間軸の変化量を
調べる方式がある。あらかじめパワー変化量のしきい値
ＴＨＩ、ＴＨ２を定めておき、パワー変化量がしきい値
ＴＨＩを越えた時点を音の開始時刻、マイナスの変化量
がしきい値ＴＨ２を越えた時点を音の終了時刻とするも
のである。

音区間が求められたら、各−音区間の平均ピッチから各
音の音程が求められる。ここで、歌い手により入力され
た曲と基本メロディは同じ曲なので、歌い手のメロディ
の音程間の相対値は基本メロディのそれと同じはずであ
る。このことを利用して、歌い手のメロディと基本メロ
ディの音符の対応付けが行なわれる。すなわち、基本メ
ロディの各音が歌い手のメロディのどの音に対応するか
が求められる。この処理は、雑音などを除（ために行わ
れる。

音符間の対応付けが求められると、両メロディの音程差
を移調幅として求めることができる。移調幅が求められ
ると、あらかじめ保持されている基本伴奏データを移調
幅だけ移調した伴奏データは、容易に作成することがで
きる。

以上のように、歌声を分析し、メロディとその音程を検
出し移調幅を求める調決定部を設けることにより、手軽
に歌い手の意図する調で歌声伴奏を行うことのできる歌
声伴奏装置を実現できることになる。

次に本発明における第２の発明による歌声伴奏装置の原
理を説明する。本発明では、第１の発明による歌声から
の調の決定を加えて、テンポの決定を行なう調テンポ決
定部を設けている。テンポの決定は以下のように行なわ
れる。

ます、第１の発明と同様に、歌い手が曲の冒頭の一部を
歌う。この時、歌は、音程だけでな（テンポも歌い手の
歌いやすいものとする。歌声は、前述のように順次Ａ／
Ｄ変換、分析され、時系列のパワーデータとピッチデー
タに変換される。

第一の発明と同様にして、パワーデータからメロディの
セグメンテーションが行われ、各−昔区間の平均ピッチ
から音程が求められ、歌い手のメロディと基本メロディ
の音符の対応付けが行なわれる。音符の対応付けが求め
られると、歌い手のメロディの時間長からテンポを計算
することができる。これは、歌い手が歌った基本メロデ
ィの音数とそれを歌った時間長が求められるからである
。これより、４分音符の平均時間長を求め、テンポを得
ることができる。

移調幅は、第１の発明と同様の方法でメロディの音程差
から求めることができる。

以上のように、歌声を分析、メロディとその音程と音長
を求め、移調幅とテンポを求める調テンポ決定部を設け
ることにより、手軽に歌い手の意図する調、およびテン
ポで歌声伴奏を行うことのできる歌声伴奏装置を実現で
きることになる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら詳
細に説明する。第１図は、本発明における第１の発明に
よる歌声伴奏装置の一実施例を示すブロック図である。

メロディ格納部２にはあらかじめ歌い手が歌う曲のメロ
ディ情報が格納されている。メロディ情報は、メロディ
の各音の音程と音長を時系列に表現したものである。歌
い手の歌う曲のメロディを、例えば第３図の５線譜に示
したものとすると、メロディ情報は第４図のように表現
できる。ここでは、音の長さを８分音符の長さを１とし
た場合の数値で示した。

また、基本伴奏データ格納部４には、メロディ格納部２
のメロディに対する伴奏データが格納されている。伴奏
データは、メロディ情報と同様に、音のシリアル番号、
音程、音長などの情報として表されたものであり、演奏
制御部６の制御にって自動演奏できる形式に変換されて
いる。

さて、歌い手は、正式な歌唱の前に、曲の冒頭から数小
節を自分の歌いやすい音程で歌う。歌声はマイク１から
調決定部に入力される。

第５図は調決定部における処理を示すブロック図である
。入力された歌声はＡ／Ｄ変換部３１にて順次波形デー
タに変換される。パワーピンチ抽出部３２では例えば自
己相関法による分析が行われ、波形データが時系列のパ
ワーデータとピッチデータに変換される。

セグメンテーション部３３では、得られたパワーの変化
量からメロディの各音の開始時刻と終了時刻を求めるセ
グメンテーションが行なわれる。

ここで、パワーの変化量のしきい値をＴＨｌ、ＴＨ２と
してあらかじめ定めてお（。ＴＨＩは開始時刻を求める
しきい値、ＴＨ２は終了時刻を求めるしきい値である。

第６図は、セグメンテーションの様子を示している。５
ｔｔｘ（ｘは音番号）は開始時刻、ｅｎｔｘは終了時刻
である。

次に、音程決定部３４では、求められた各音の開始時刻
から終了時刻の間のピッチの平均値より音程が決定され
る。第７図は、縦軸をピッチ、横軸を時間としてピッチ
データ、音区間のピッチデータの平均値、求められた音
程を示したものである。音程はＣ（ド）Ｄ（し）Ｅ（ミ
）Ｆ（ファ）Ｇ（ソ）Ａ（う）Ｂ（シ）とそのオクター
ブ単位の高さを表す番号で示されている。図に示すよう
に、メロディの各音はピッチデータの平均値に最も近い
音程に定められる。

メロディ対応付は部３５では、メロディ格納部の基本メ
ロディと上記のようにして求められた歌い手のメロディ
との音間の対応付けが行われる。

すなわち、基本メロディの音のシリアル番号が、歌い手
のメロディのどの音に対応するかが決定される。この処
理は、メロディの第１音から順に、音程の相対値を確認
しなから行われる。ここで、歌い手のメロディ中のある
一部、Ａ音と基本メロディのＢ音が対応している時、Ａ
音の後続音をＡ′音、Ｂ音の後続音をＢ°音と呼ぶこと
にする。対応付けの確認は、Ａ音とＡ’Ｗの音程相対値
が基本メロディのＢ音、Ｂ′音のそれと同じかどうかで
行われる。同じならばＡ′音とＢ′音が対応するとみな
されＡ′音をＡ音、Ｂｌ音をＢ音となおし、以後の音に
対して同様の操作が行われる。異なる場合には、歌い手
のメロディのＡ′音が雑音とみなされスキップされ、次
の音をＡ′音として同様の操作が行われる。第８図は処
理の様子を示している。第８図では、歌い手のメロディ
の第３音目が雑音と見なされスキップされる。

なお、対応付けの判定は、音程にある程度の幅をもたせ
、例えば、音程差が＋１度の範囲ならば対応するとみな
すなどの方法を用いることもできる。

移調幅決定部３６では、対応付けされた音間の背幅が求
められ、それが移調幅として出力される。第８図の例で
は＋２度が移調幅となる。

以上のようにして移調幅が求められると、伴奏データ作
成部５では、基本伴奏データ格納部４のリズムバートを
除いた伴奏データの全ての音程を２度上げた伴奏データ
が作成される。

最後に、演奏制御部６では、歌い手の歌唱の際、作成さ
れた伴奏データに従って歌声伴奏が演奏される。

次に、本発明における第２の発明について説明する。第
２図は、第２の発明による歌声伴奏装置の実施例を示す
ブロック図である。第２の発明では、歌声から、調の他
に、テンポを抽出する調テンポ決定部７を設け、歌い手
の望む調とテンポを持つ伴奏演奏を実現する。

第９図は、第２図における調テンポ決定部の処理を示す
ブロック図である。第１の発明と同様に、Ａ／Ｄ変換部
３１において歌声からＡ／Ｄ変換後、パワーピッチ抽出
部３２にて波形が分析されパワーとピッチが求められ、
セグメンテーション部３３にてパワーの変化量を用いた
セグメンテーションが行われる。次に、音程決定部３４
において第１の発明と同様に音程が決定され、メロディ
対応付は部３５ではメロディ格納部２のメロディと歌い
手のメロディの対応付けが行われる。

次に、テンポ決定部７１においてテンポが求められる。

メロディ対応付けによって、歌い手が歌ったメロディの
音数がわかるので、それとメロディ時間長からテンポを
計算する。すなわち、歌い手の歌った音数が４分音符何
拍分であるかを求めることで、メロディ時間長から一分
間当たりの４分音符数であるテンポを得ることができる
。例えば、４分の４拍子の曲の２小説、すなわち４分音
符８拍分を５秒で歌ったとすると、テンポは、８拍＊８
０ｓ１５ｓ＝９６、という具合いに求めることができる
。

一移調幅決定ＷＪ３６では、第１の発明と同様にして移
調幅が求められる。

以上のように、テンポと移調幅が求められると、伴奏デ
ータ作成部５では、基本伴奏データ格納部４の伴奏デー
タにテンポを設定し、リズムパートを除いた伴奏データ
の全ての音程を２度上げた伴奏データが作成される。

最後に、伴奏制御部６では、歌い手の歌唱の際、作成さ
れた伴奏データに従って歌声伴奏が演奏される。

（発明の効果） 以上説明した本発明の第１の発明による歌声伴奏装置で
は、歌い手が事前に曲の一部を歌うだけで、オペレータ
や複雑な操作を必要とせずに、歌い手の望む調で伴奏を
演奏することができる。また、従来のカラオケテープな
どに見られた調の変更幅の制限や、テープ走行速度の変
化による演奏の聞き苦しさはなく、どのような調でも演
奏の質を低下させることがない。

さらに、本発明の第２の発明による歌声伴奏装置では、
調だけでなく、テンポも自由に設定できるため、より快
適な歌声伴奏を楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の発明の一実施例を示すブロッ
ク図。第２図は、本発明の第２の発明の一実施例を示す
ブロック図。第３図は、第１図、第２図におけるメロデ
ィ格納部２に格納されたメロディの例を示す五線譜。第
４図は、第３図のメロディを音程と音長のメロディ情報
として表現した例を示す図。第５図は第１図における調
決定部３における処理の様子を示す図。第６図は、第５
図におけるセグメンテーション部３３の処理を説明する
ための図。第７図は、第５図における音程決定部３４に
おける処理を説明するための図。第８図は、第５図にお
けるメロディ対応付は部３５における処理を説明するた
めの図。第９図は、第２図における調テンポ決定部７に
おける処理の様子を示す図である。 図において、 １・・・マイク、２・・・メロディ格納部、３・・・調
決定部、４・・・基本伴奏データ格納部、５・・・伴奏
データ作成部、６・・・演奏制御部、７・・・調テンポ
決定部、３１・・・Ａ／Ｄ変換部、３２・・・パワーピ
ッチ抽出部、３３・・・セグメンテーション部、３４・
・・音程決定部、３５・・・メロディ対応付は部、３６
・・・移調幅決定部、７１・・・テンポ決定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）曲の一部を歌った声を入力する手段と、メロディ
   情報を音程や音長の情報として格納するメロディ格納部
   と、入力された歌声を分析し前記メロディ格納部のメロ
   ディ情報を用いて移調幅を決定する調決定部と、演奏に
   必要な音楽情報を基本伴奏データとして格納する基本伴
   奏データ格納部と、基本伴奏データ格納部の基本伴奏デ
   ータを前記調決定部において決定された移調幅で移調し
   て伴奏データを作成する伴奏データ作成部と、作成され
   た伴奏データに従って演奏を行う演奏制御部とを有する
   ことを特徴とする歌声伴奏装置。（２）曲の一部を歌っ
   た声を入力する手段と、メロディ情報を音程や音長の情
   報として格納するメロディ格納部と、入力された歌声を
   分析し前記メロディ格納部のメロディ情報を用いて移調
   幅とテンポを決定する調テンポ決定部と、演奏に必要な
   音楽情報を基本伴奏データとして格納する基本伴奏デー
   タ格納部と、基本伴奏データ格納部の基本伴奏データを
   前記調テンポ決定部において決定された移調幅で移調し
   同じく決定されたテンポを設定した伴奏データを作成す
   る伴奏データ作成部と、作成された伴奏データに従って
   演奏を行う伴奏制御部とを有することを特徴とする歌声
   伴奏装置。