JPH0772881A - カラオケ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ユーザが音程変化値を設定せずとも、ユーザ
が容易に歌える音程に自動修正できるカラオケ装置を提
供することを目的とする。 【構成】 第１のピッチ検出手段１０４によりカラオケ
メディアに記録されている歌唱信号のピッチを検出し、
第２のピッチ検出手段１０７によりマイクロホン１０５
から入力されるユーザの歌唱信号のピッチを検出する。
これらを比較手段１０８で比較して、比較結果に応じ音
程変換手段制御手段１０９により音程変換手段１１０，
１１１でカラオケメディアの出力信号を自動的に音程変
換するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伴奏と模範歌唱が記録
されているメディアを用いるカラオケ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラオケ装置は、ユーザが歌を歌
い易いようにキーコントロール、残響音の付加など様々
な機能を搭載するようになってきている。

【０００３】キーコントロール機能を備えた従来のカラ
オケ装置としては、たとえば、特開平３−１６５４８４
号公報「カラオケ装置」がある。

【０００４】以下、図面を参照しながら従来のカラオケ
装置について説明する。本従来例ではカラオケメディア
をレーザディスクとした場合について説明する。現在、
カラオケ用に市販されているレーザディスクのアナログ
音声は音声多重方式のものが多い。音声多重方式のディ
スクではアナログ左チャンネルに“伴奏”が、アナログ
右チャンネルに“伴奏＋歌”が記録されている。また、
音声多重方式のレーザディスクのディジタル音声は、伴
奏がステレオで記録されている。

【０００５】図５は従来のカラオケ装置の構成を示すブ
ロック図である。カラオケメディア再生装置としてのレ
ーザディスク再生装置１０１は、レーザディスクに記録
された信号を再生する。先ほど説明した通り、音声多重
方式のディスクではアナログ左チャンネルに“伴奏”
が、アナログ右チャンネルに“伴奏＋歌”が記録されて
いる。そこで、歌唱信号分離手段１０２はアナログ右チ
ャンネルの信号からアナログ左チャンネルの信号を引く
ことにより歌唱信号だけを取り出している。歌唱信号分
離手段１０２で分離されたレーザディスクの歌唱信号
は、Ａ／Ｄ変換器１０３でディジタル信号に変換された
あと、第１のピッチ検出手段１０４で処理されて、ピッ
チデータとなる。このピッチ検出手段１０４の処理の詳
細は後で説明する。

【０００６】一方、ユーザの歌を電気信号に変換してい
るマイクロホン１０５の出力信号はＡ／Ｄ変換器１０６
でディジタル信号に変換された後、第２のピッチ検出手
段１０７で処理されて、ピッチデータとなる。

【０００７】第１のピッチ検出手段１０４から出力され
るレーザディスクの歌唱信号のピッチデータと、第２の
ピッチ検出手段１０７から出力されるマイクロホン入力
の歌のピッチデータとは、比較手段１０８で比較され
る。比較方法についても後で説明する。

【０００８】音程変換手段１１０，１１１は、それぞれ
レーザディスク再生装置１０１のディジタル音声のＬ，
Ｒチャンネルを入力する。そして、比較手段１０８での
比較結果が、マイクロホン入力の歌のピッチがカラオケ
メディアに記録されている歌のピッチよりも低いと云う
判定の場合には、音程を下げるように制御する。逆に、
マイクロホン入力の歌のピッチが高いと云う判定の場合
には、音程変換手段１１０，１１１が音程を上げるよう
に制御する。

【０００９】音程変換手段１１０，１１１の出力信号と
Ａ／Ｄ変換器１０６の出力信号とは、それぞれ加算器１
１２，１１３で加算され、Ｄ／Ａ変換器１１４，１１５
でアナログ信号に変換されたあと、出力端子１１６，１
１７より出力される。

【００１０】本従来例ではピッチ検出手段１０４，１０
７の一部分、音程変換手段１１０，１１１、および加算
器１１２，１１３をディジタルシグナルプロセッサ（以
下、ＤＳＰと称す）１１８で、また、ピッチ検出手段１
０４，１０７の残りの部分と比較手段１０８をマイクロ
コンピュータ（以下、マイコンと称す）１１９で、それ
ぞれ実現する。ＤＳＰは、たとえば、ＬＣ８３０１５
（三洋電機製）を用いることができる。ＬＣ８３０１５
は各種信号処理プログラムを記憶させてあるＲＯＭを持
っている。このＲＯＭには音程変換プログラムも内蔵さ
れており、このプログラムで入力信号を処理すれば音程
変換を実施できる。また、マイコンはマシンサイクル２
５０μｓｅｃ程度の８ｂｉｔのものでよい。

【００１１】次に、第１，第２のピッチ検出手段１０
４，１０７について説明する。ピッチ検出手段のブロッ
ク図を図６に示す。ピッチ検出装置は、先ほど説明した
ように、ＤＳＰ１１８とマイコン１１９で構成されてい
る。

【００１２】まず、ピッチ検出手段の内ＤＳＰ１１８が
分担する処理について説明する。帯域通過フィルタ６０
１で歌声から検出対象となる周波数帯域成分を取り出
す。帯域通過フィルタ６０１の通過帯域は５０Ｈｚ〜５
００Ｈｚ程度でよい。

【００１３】つぎに、低域通過フィルタ６０２で高調波
成分を減衰させ、基本波を相対的に強調する。低域通過
フィルタの遮断周波数は１００Ｈｚ程度である。

【００１４】振幅検出器６０３は、帯域通過フィルタ６
０１の出力を入力し、片側整流した信号を時定数１００
ｍｓｅｃでホールドする。

【００１５】図７は、本従来例におけるゼロクロス検出
・送出の処理手順を示すＰＡＤ図である。本従来例では
ピッチ検出手段１０７をＬｃｈに、１０４をＲｃｈに割
り当てて処理する。

【００１６】ゼロクロス周期検出６０４では、サンプリ
ング周期ごとにゼロクロス周期カウンタをカウントアッ
プし（ステップ１）、現在のデータと１サンプル前のデ
ータとの符号が同じかどうかでゼロクロス点を判定する
（ステップ２）。ゼロクロス点であれば、そのときの対
応するチャンネルの振幅が基準値以上あるかどうか判定
する（ステップ３）。振幅が基準値以上の場合にはカウ
ント値を有効なゼロクロス周期（信号がゼロクロスする
間隔を標本化周期で表したもの）と判断し、このゼロク
ロス周期を送出バッファ（ＤＳＰのユーザーＲＡＭ内に
定義）に転送する（ステップ４）。この後、ゼロクロス
周期カウンタをリセットする（ステップ５）。ゼロクロ
ス検出はＬ，Ｒ独立に行うが処理は同じである。

【００１７】ＳＯレジスタは、ＤＳＰ１１８が外部とシ
リアル通信を行うためのレジスタである。ＤＳＰ１１８
がデータ転送中はＳＯレジスタが空でない。ＳＯレジス
タが空（ステップ６）、かつ送出バッファにデータがあ
る場合（ステップ７）には、送出バッファのデータがＳ
Ｏレジスタに転送される（ステップ８）。ＳＯレジスタ
にセットされたデータはマイコンからのクロックで読み
出される。この後、送出バッファをクリアする（ステッ
プ９）。マイコン１１９はデータ受信後周期検出処理を
行い、これが終了するとつぎのデータを受信可能とな
る。

【００１８】以上がピッチ検出の内ＤＳＰ１１８が受け
持つ処理である。つぎに、マイコン１１９が受け持つ処
理について説明する。

【００１９】マイコン１１９は、ＤＳＰ１１８からのゼ
ロクロス周期を受信し、これをもとに周期を求める。

【００２０】周期検出は図６に示したように、つぎの４
つの部分（１）〜（４）から構成される。図９に周期検
出処理の手順のＰＡＤを示す。

【００２１】（１）基本周期（pr0）検出６０５ 図８は低域通過フィルタ６０２の出力波形の一例であ
る。図８は低域通過フィルタ出力に二次高調波の影響に
よるゼロクロスが残っている場合の波形例である。図６
を例にＤＳＰから受信したゼロクロス周期（zc0）から
基本周期（pr0）を検出する過程を説明する。

【００２２】マイコン１１９はＤＳＰ１１８からのゼロ
クロス周期（zc0）を受信し、過去３つのゼロクロス周
期（zc2,zc4,zc6）と順に比較して比が一定の割合以内
であれば、そこまでのゼロクロス周期から基本周期（pr
0）を算出する。

【００２３】基本周期検出アルゴリズムについて説明す
る。まず、ＤＳＰ１１８からマイコン１１９へゼロクロ
ス周期（zc0）が転送される。この処理はマイコン側で
は外部割り込み処理となる。ゼロクロス周期は１回に2c
h分のデータが転送されるが、片方のチャンネルだけに
データがある場合には、データが無い方のチャンネルは
ダミーとして「0000」が転送されてくる。マイコンはデ
ータが「0000」であれば周期検出の処理を行わない（ス
テップ１）。ゼロクロスデータがある場合、まず、基本
周期検出フラグ（ZP）を仮にセットする（ステップ
２）。そして、基本周期（pr0）の候補として zc0+zc1
を吟味する（ステップ３）。もし、基本波成分だけでゼ
ロクロスが発生していれば、zc0+zc1 が基本周期（pr
0）となる。この場合には、zc0 と zc2 は隣あう波形の
負側の成分同志であるから、ほぼ同じ長さであることが
期待される。しかし、図８の波形の場合には zc0 と zc
2 の長さは大きく違っているので、zc0+zc1 が基本周期
である可能性は否定される（ステップ４）。

【００２４】つぎに、基本周期（pr0）の候補として zc
0+zc1+zc2+zc3 を吟味する（ステップ５）。先程と同様
に、 zc0 とzc4 とを比較すると、これらはほぼ同じと
見なせるので、基本周期（pr0）として zc0+zc1+zc2+zc
3 を採用する（ステップ６）。もし、zc0 と zc4 も大
幅に違っていれば zc0+zc1+zc2+zc3+zc4+zc5 を候補と
して（ステップ７） zc0 と zc6 を比較する（ステップ
８）。もし、この比較結果も大幅に違っていれば、基本
周期（pr0）検出はできなかったとして、基本周期検出
フラグ（ZP）をリセットする（ステップ９）。

【００２５】（２）平均周期検出６０６ 検出された基本周期（pr0）を過去に検出された３つの
基本周期（pr1〜3）と比較し、これらすべての比が一定
の割合以内であるかどうかで誤抽出の判定を行う。誤抽
出でなければ、これら４つの基本周期を平均して平均周
期（apr0）とする。ここまでの処理はゼロクロス周期を
受信するたびに行う。

【００２６】平均周期検出処理は 図９のＰＡＤのステ
ップ１０以後に相当する。まず、基本周期検出フラグに
より、今回のゼロクロス周期受信で基本周期が検出され
たかどうか判定する（ステップ１０）。基本周期が検出
された場合には、基本周期バッファのシフトを行う（ス
テップ１１）。すなわち、過去に検出された基本周期pr
0〜2をpr1〜3に順次シフトし、最新の基本周期をpr0と
する。そして、最新の基本周期（pr0）と過去３つの基
本周期（pr1〜pr3）を順に比較する（ステップ１２〜１
４）。これらの比が一定の割合以内であれば、検出され
た基本周期が誤検出である可能性は低いので、これらの
基本周期を有効とみなし、平均周期を計算する（ステッ
プ１５）。最後に、平均周期検出フラグをセットする
（ステップ１６）。

【００２７】（３）平均周期サンプリング６０７ マイコンは一定時間（１０ｍｓｅｃ程度）ごとに平均周
期検出フラグがセットされているか調べ、セットされて
いる場合には平均周期をサンプルし、平均周期検出フラ
グをリセットする。そして、サンプルされた平均周期
（apr0）を前の平均周期（apr1）と比較し、この比が一
定の割合以内であればこの平均周期（apr0）を有効であ
るとする。有効である場合には平均周期をバッファ（ap
r1）に格納する。

【００２８】（４）ｃｅｎｔ’値変換６０８ 平均周期が有効と判定された場合には、平均周期（apr
0）から周波数を求め、さらに、cent'値に変換する。周
期ｔ〔ｓｅｃ〕のときcent'値ｃは次式に示した通りで
ある。

【００２９】 ｃ＝１０２４＊ｌｏｇ²（ｔ０／ｔ），ｔ０＝１／５５ 変換方法は平均周期をインデックスとして、cent'値を
読み出す形式のテーブルを使う。このテーブルは平均周
期が短い場合にはcent'値の間隔が大きくなるため、平
均周期の刻み幅を小さくし、平均周期が長くなるにした
がって、刻み幅を段階的に大きくすると効率的である。

【００３０】以上がピッチ検出手段１０４，１０７につ
いての説明である。つぎに、比較手段１０８について説
明する。

【００３１】ピッチ検出手段１０４，１０７は一定時間
（１０ｍｓｅｃ）ごとに歌声のピッチを検出する。しか
し、ピッチが検出できない場合もある。さらに、検出さ
れた値は瞬時値であり、これらを直接比較するよりはあ
る程度の平均化を行う方が、処理が簡単になる。本従来
例ではピッチ検出手段１０４，１０７の両方がピッチを
検出した場合のデータだけを有効とし、この有効な場合
のデータを８回平均して音程変換手段１１０，１１１の
制御に用いる。

【００３２】比較手段１０８の処理手順のＰＡＤを図１
０に示す。まず、ピッチ検出手段１０４，１０７が両方
共ピッチを検出したかどうか判定する（ステップ１）。
両方とも検出した場合には、ピッチ検出手段１０４の検
出結果すなわちマイクロホン１０５から入力された歌声
のピッチをピッチ累算用変数ｓｃＬに、１０７の検出結
果すなわちレーザディスクに記録された歌声のピッチを
ｓｃＲに加算する（ステップ２）。また、カウンタ変数
ｉを１増やす（ステップ３）。つぎに、カウンタ変数ｉ
が８に達したかどうか判定する（ステップ４）。カウン
タ変数ｉが８に達している場合には平均処理と判定を行
い、判定結果に応じて音程変換手段１１０，１１１の制
御を行う。まず、ｓｃＬを１／８して平均ピッチｎｗｃ
Ｌを求める。同様に、１／８・ｓｃＲをｎｗｃＲとする
（ステップ５）。この後、ｓｃＬ，ｓｃＲ，ｉを０クリ
アする（ステップ６）。音程変換手段１１０，１１１が
すでに音程変換を行っている場合にはｎｗｃＲに現在の
音程変化値ｋｅｙ〔cent'〕を加算して補正を行う（ス
テップ７）。この後、ｎｗｃＬからｎｗｃＲを引いてピ
ッチ検出結果の誤差ｋｅｙｅｒｒを求める。

【００３３】誤差ｋｅｙｅｒｒはｃｅｎｔ’値である。
したがって、１オクターブ以上の誤差があるときには±
１０２４以上となる。しかし、音程の誤差として有効な
のは誤差の１０２４の剰余成分である。さらに、＋５１
２〔cent'〕と−５１２〔cent'〕は、実は同じ音程とな
る。以上のことから、ｋｅｙｅｒｒの下位１０ｂｉｔを
２の補数表示として扱えば、ピッチ検出手段１０４，１
０７の差は±５１２〔cent'〕の範囲とみなせる。

【００３４】比較手段１０８の比較結果に応じて動作す
る音程変換手段１１０，１１１は、マイクロホン入力の
歌のピッチがカラオケメディアに記録されている歌のピ
ッチよりも低いと云う判定結果の場合には、音程変換手
段１１０，１１１は音程を下げるように制御する。逆
に、マイクロホン入力の歌のピッチが高いと云う判定結
果の場合には、音程変換手段１１０，１１１が音程を上
げるように制御する。

【００３５】例えば、ｋｅｙｅｒｒが基準値ＫＥＲＭＡ
Ｘよりも大きい場合（ステップ９）には音程変換手段１
１０，１１１の音程変化量ｋｅｙを上げ（ステップ１
０）、逆にｋｅｙｅｒｒが基準値ＫＥＲＭＩＮよりも小
さい場合（ステップ１１）には、音程変化量ｋｅｙを下
げる（ステップ１２）ような係数を音程変換手段１１
０，１１１に送る。ＫＥＲＭＡＸ，ＫＥＲＭＩＮはそれ
ぞれ±５０〔cent'〕、音程変化量の１回あたりの変化
幅Δｋｅｙは５〔cent'〕程度が適当である。このよう
なパラメータ設定にすることにより、歌のタイミングず
れなどの瞬時的影響を排除でき、さらに音程変化をなめ
らかなものとすることで、歌を歌いやすくすることがで
きる。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の構
成では、ユーザの歌い方の癖によってはキーコントロー
ラの制御が収束しない場合が有り得るという問題点があ
る。たとえば、音楽的な訓練を十分受けていないユーザ
の中には、伴奏を聞きながら歌うと、伴奏よりもわずか
に低く歌う人が多い。逆に、歌を上手く聞かせるテクニ
ックとして、伴奏よりもわずかに高めの音程で歌う人も
いる。このようなユーザが従来例で示したカラオケ装置
で歌を歌うと、キーコントローラがキーを上げる、また
は下げる方向に変化し続け、かえって歌いにくくなって
しまう場合がある。

【００３７】本発明は、上記問題点に鑑み、キーコント
ローラの音程変化範囲を制限して伴奏の音程が変化し続
けるのを防止するカラオケ装置を提供することを目的と
する。

【００３８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明のカラオケ装置は、カラオケメディアを再生
するカラオケメディア再生装置と、前記カラオケメディ
ア再生装置が出力する歌唱信号の音程を検出する第１の
ピッチ検出手段と、利用者の音声信号を検出するマイク
ロホンと、前記マイクロホンの出力信号の音程を検出す
る第２のピッチ検出手段と、前記第１，第２のピッチ検
出手段の両出力信号を互いに比較する比較手段と、前記
比較手段の比較結果を入力する音程変換手段制御手段
と、前記カラオケメディア再生装置の出力信号を前記音
程変換手段制御手段の出力信号で制御して音程を変更す
る音程変換手段と、前記音程変換手段の出力信号と前記
マイクロホンの出力信号とを加算する加算手段とを設け
たことを特徴とする。

【００３９】また、本発明のカラオケ装置は、カラオケ
メディアを再生するカラオケメディア再生装置と、前記
カラオケメディア再生装置の出力信号から歌唱信号を分
離する歌唱信号分離手段と、前記歌唱信号分離手段が出
力する歌唱信号の音程を検出する第１のピッチ検出手段
と、利用者の音声信号を検出するマイクロホンと、前記
マイクロホンの出力信号の音程を検出する第２のピッチ
検出手段と、前記第１，第２のピッチ検出手段の出力信
号を互いに比較する比較手段と、前記比較手段の比較結
果を入力する音程変換手段制御手段と、前記カラオケメ
ディア再生装置の出力信号を前記音程変換手段制御手段
の出力信号で制御して音程を変更する音程変換手段と、
前記音程変換手段の出力信号と前記マイクロホンの出力
信号とを加算する加算手段とを設けたことを特徴とす
る。

【００４０】

【作用】上記の構成により、カラオケを歌いながら第１
のピッチ検出手段でカラオケメディアに記録されている
歌のピッチを検出し、第２のピッチ検出手段でマイクロ
ホンに入力される歌のピッチを検出する。第１のピッチ
検出手段と第２のピッチ検出手段の出力信号を比較手段
で比較し、マイクロホンに入力される歌のピッチがカラ
オケメディアに記録されている歌のピッチに比べて高
い、または低い場合、その度合いに応じて音程変換手段
によりカラオケメディアに記録されている信号の音程を
あらかじめ制限した範囲内で変化させる。

【００４１】また、カラオケメディアに歌声だけが単独
で記録されていない場合にも上記と同様に音程を変化さ
せることができる。

【００４２】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の説明を行う。

【００４３】図１は本発明の第１の実施例のカラオケ装
置の構成を示すブロック図である。カラオケメディア再
生装置としてのレーザディスク再生装置１０１は、レー
ザディスクに記録された信号を再生する。従来例と同様
に、歌唱信号分離手段１０２はアナログ右チャンネルの
信号からアナログ左チャンネルの信号を引くことにより
歌唱信号だけを取り出している。歌唱信号分離手段１０
２で分離されたレーザディスクの歌唱信号は、Ａ／Ｄ変
換器１０３でディジタル信号に変換されたあと、第１の
ピッチ検出手段１０４で処理されて、ピッチデータとな
る。このピッチ検出手段１０４の処理の詳細は従来例と
同様である。

【００４４】一方、ユーザの歌を電気信号に変換してい
るマイクロホン１０５の出力信号はＡ／Ｄ変換器１０６
でディジタル信号に変換された後、第２のピッチ検出手
段１０７で処理されて、ピッチデータとなる。

【００４５】第１のピッチ検出手段１０４から出力され
るレーザディスクの歌唱信号のピッチデータと、第２の
ピッチ検出手段１０７から出力されるマイクロホン入力
の歌のピッチデータとは、比較手段１０８で比較され
る。比較方法についても従来例と同様である。比較結果
は音程変換手段制御手段１０９に入力され、音程変換手
段制御手段１０９はこの結果に応じた制御信号を音程変
換手段１１０，１１１へ送る。制御の詳細は後で説明す
る。

【００４６】音程変換手段１１０，１１１は、それぞれ
レーザディスク再生装置１０１のディジタル音声のＬ，
Ｒチャンネルを入力する。そして、制御信号に応じて音
程を上げるまたは下げる操作を実行する。

【００４７】音程変換手段１１０，１１１の出力信号と
Ａ／Ｄ変換器１０６の出力信号とは、それぞれ加算器１
１２，１１３で加算され、Ｄ／Ａ変換器１１４，１１５
でアナログ信号に変換されたあと、出力端子１１６，１
１７より出力される。

【００４８】本実施例では、従来例と同様に、ピッチ検
出手段１０４，１０７の一部分、音程変換手段１１０，
１１１、および加算器１１２，１１３をＤＳＰ１１８
で、また、ピッチ検出手段１０４，１０７の残りの部分
と比較手段１０８、音程変換手段制御手段１０９をマイ
コン１１９で、それぞれ実現する。

【００４９】つぎに、音程変換手段制御手段１０９につ
いて説明する。図２は音程変換手段制御手段１０９の処
理を説明するためのＰＡＤ図である。図２は図１０に示
した比較手段１０８の処理手順のＰＡＤ図のステップ８
以後の処理を置き換えるものである。比較結果ｋｅｙｅ
ｒｒが得られたら（ステップ１）これを評価する。ｋｅ
ｙｅｒｒが基準値ＫＥＲＭＡＸよりも大きい場合（ステ
ップ２）には、音程変換手段１１０，１１１の現在の音
程変化量ｋｅｙに変化幅Δｋｅｙを加えたものが音程変
化上限値ＫＥＹＭＡＸよりも小さいかどうか判定する
（ステップ３）。小さい場合には、現在の音程変化量ｋ
ｅｙに変化幅Δｋｅｙを加えたものをつぎの音程変化量
として音程変換手段１１０，１１１を制御する（ステッ
プ４）。逆に、ｋｅｙｅｒｒが基準値ＫＥＲＭＩＮより
も小さい場合（ステップ５）には、現在の音程変化量ｋ
ｅｙから変化幅Δｋｅｙを引いたものが音程変化下限値
ＫＥＹＭＩＮよりも大きいかどうか判定する（ステップ
６）。大きい場合には、現在の音程変化量ｋｅｙから変
化幅Δｋｅｙを引いたものをつぎの音程変化量として音
程変換手段１１０，１１１を制御する（ステップ７）。
ＫＥＲＭＡＸ，ＫＥＲＭＩＮはそれぞれ±５０〔cen
t'〕、音程変化量の１回あたりの変化幅Δｋｅｙは５
〔cent'〕程度が適当である。このようなパラメータ設
定にすることにより、音程変化をなめらかなものとする
ことで、歌を歌いやすくすることができる。音程変化上
限値ＫＥＹＭＡＸ，音程変化下限値ＫＥＹＭＩＮは、た
とえば、いちばん最初の音程変化値ｋｅｙ０を中心に±
３００〔cent'〕程度に設定する。また、音程変化上限
値ＫＥＹＭＡＸ，音程変化下限値ＫＥＹＭＩＮは、音程
変換手段の変化限界にも規制される。

【００５０】以上が音程変換手段制御手段の説明であ
る。なお、第１の実施例では音程変化上限値、下限値を
定数としているが、ユーザが設定できるようにしても良
い。

【００５１】以上のように本発明の第１の実施例によれ
ば、比較的簡単な方法で音程変化手段の変化範囲を制御
できる。

【００５２】以下、図面に基づき本発明の第２の実施例
の説明を行う。本発明の第２の実施例のカラオケ装置の
構成は図１に示した第１の実施例と同様である。また、
音程変換手段制御手段１０９を除く各部分の動作も第１
の実施例と同様である。

【００５３】つぎに、第２の実施例の音程変換手段制御
手段１０９について説明する。図３は第２の実施例にお
ける音程変換手段制御手段１０９の処理を説明するため
のＰＡＤ図である。図３は図１０に示した比較手段１０
８の処理手順のＰＡＤ図のステップ８以後の処理を置き
換えるものである。

【００５４】比較結果ｋｅｙｅｒｒが得られたら（ステ
ップ１）、この絶対値を定数ＳＣＬで割って変化幅Δｋ
ｅｙとする（ステップ２）。ｋｅｙｅｒｒは２の補数で
表されているから、符号ビットとそれ以外の各ビットの
排他的論理和を取り、符号ビットを強制的に０にすれば
絶対値が得られる。割算は右ビットシフトを利用すると
簡単である。シフト量は６〜１０ビット程度が適当であ
る。つぎに比較結果ｋｅｙｅｒｒを評価する。例えば、
ｋｅｙｅｒｒが基準値ＫＥＲＭＡＸよりも大きい場合
（ステップ３）には、音程変換手段１１０，１１１の現
在の音程変化量ｋｅｙに変化幅Δｋｅｙを加えたものが
音程変化上限値ＫＥＹＭＡＸよりも小さいかどうか判定
する（ステップ４）。小さい場合には、現在の音程変化
量ｋｅｙに変化幅Δｋｅｙを加えたものをつぎの音程変
化量として（ステップ５）、小さくない場合には、ＫＥ
ＹＭＡＸをつぎの音程変化量として音程変換手段１１
０，１１１を制御する（ステップ６）。逆に、ｋｅｙｅ
ｒｒが基準値ＫＥＲＭＩＮよりも小さい場合（ステップ
７）には、現在の音程変化量ｋｅｙから変化幅Δｋｅｙ
を引いたものが音程変化下限値ＫＥＹＭＩＮよりも大き
いかどうか判定する（ステップ８）。大きい場合には、
現在の音程変化量ｋｅｙから変化幅Δｋｅｙを引いたも
のをつぎの音程変化量として（ステップ９）、大きくな
い場合には、ＫＥＹＭＩＮをつぎの音程変化量として、
音程変換手段１１０，１１１を制御する（ステップ１
０）。ＫＥＲＭＡＸ，ＫＥＲＭＩＮはそれぞれ±５０
〔cent'〕程度が適当である。このようなパラメータ設
定にすることにより、音程変化をなめらかなものとする
ことで、歌を歌いやすくすることができる。音程変化上
限値ＫＥＹＭＡＸ，音程変化下限値ＫＥＹＭＩＮは、た
とえば、いちばん最初の音程変化値ｋｅｙ０を中心に±
３００〔cent'〕程度に設定する。また、音程変化上限
値ＫＥＹＭＡＸ，音程変化下限値ＫＥＹＭＩＮは、音程
変換手段の変化限界にも規制される。

【００５５】以上が第２の実施例における音程変換手段
制御手段の説明である。以上のように本発明の第２の実
施例によれば、一定の変化範囲の中で音程比較結果に応
じた速さで音程変化手段を制御する事ができる。

【００５６】以下、図面に基づき本発明の第３の実施例
の説明を行う。本発明の第３の実施例のカラオケ装置の
構成は図１に示した第１の実施例と同様である。また、
音程変換手段制御手段１０９を除く各部分の動作も第１
の実施例と同様である。

【００５７】つぎに、第３の実施例の音程変換手段制御
手段１０９について説明する。図４は第３の実施例にお
ける音程変換手段制御手段１０９の処理を説明するため
のＰＡＤ図である。図４は図１０に示した比較手段１０
８の処理手順のＰＡＤ図のステップ８以後の処理を置き
換えるものである。

【００５８】比較結果ｋｅｙｅｒｒが得られたら（ステ
ップ１）、音程変化上限値ＫＥＹＭＡＸから、現在の音
程変化量ｋｅｙと音程変化量の初期値ｋｅｙ０との差の
絶対値を引き、これを定数ＳＣＬで割り、これを変化幅
Δｋｅｙとする（ステップ２）。この操作により、現在
の音程変化値ｋｅｙが音程変化初期値ｋｅｙ０に近いと
きは音程変化幅Δｋｅｙが大きく、逆に、現在の音程変
化値ｋｅｙが音程変化初期値ｋｅｙ０から遠いときは音
程変化幅Δｋｅｙが小さくなる。つぎに、比較結果ｋｅ
ｙｅｒｒを評価する。例えば、ｋｅｙｅｒｒが基準値Ｋ
ＥＲＭＡＸよりも大きい場合（ステップ３）には、音程
変換手段１１０，１１１の現在の音程変化量ｋｅｙに変
化幅Δｋｅｙを加えたものが音程変化上限値ＫＥＹＭＡ
Ｘよりも小さいかどうか判定する（ステップ４）。小さ
い場合には、現在の音程変化量ｋｅｙに変化幅Δｋｅｙ
を加えたものをつぎの音程変化量として、音程変換手段
１１０，１１１を制御する（ステップ５）。逆に、ｋｅ
ｙｅｒｒが基準値ＫＥＲＭＩＮよりも小さい場合（ステ
ップ６）には、現在の音程変化量ｋｅｙから変化幅Δｋ
ｅｙを引いたものが音程変化下限値ＫＥＹＭＩＮよりも
大きいかどうか判定する（ステップ７）。大きい場合に
は、現在の音程変化量ｋｅｙから変化幅Δｋｅｙを引い
たものをつぎの音程変化量として、音程変換手段１１
０，１１１を制御する（ステップ８）。ＫＥＲＭＡＸ，
ＫＥＲＭＩＮはそれぞれ±５０〔cent'〕程度が適当で
ある。このようなパラメータ設定にすることにより、音
程変化をなめらかなものとすることで、歌を歌いやすく
することができる。音程変化上限値ＫＥＹＭＡＸ，音程
変化下限値ＫＥＹＭＩＮは、たとえば、いちばん最初の
音程変化値ｋｅｙ０を中心に±３００〔cent'〕程度に
設定する。また、音程変化上限値ＫＥＹＭＡＸ，音程変
化下限値ＫＥＹＭＩＮは、音程変換手段の変化限界にも
規制される。

【００５９】以上が第３の実施例における音程変換手段
制御手段の説明である。以上のように本発明の第３の実
施例によれば、一定の変化範囲の中で音程変化が音程変
化初期値に近いときには速く、遠くなるにしたがってゆ
っくりと音程変化手段を制御する事ができる。

【００６０】カラオケメディアとしては様々なものが市
販されている。本実施例では音声多重方式レーザディス
クのアナログ音声を例に説明したが、この他にも、通常
のステレオ録音されたコンパクトディスク，コンパクト
テープ，音声多重カラオケ方式のコンパクトディスク，
コンパクトテープなどのカラオケメディアがある。

【００６１】通常のステレオ録音されたコンパクトディ
スク（またはコンパクトテープ）を用いて、左チャンネ
ル，右チャンネルの音声帯域の同相成分を打ち消すこと
で伴奏音だけを取り出してカラオケにすることができる
カラオケ装置もある。このような場合には歌唱信号分離
手段１０２は、左チャンネルと右チャンネルの音声帯域
の成分を加算することにより歌唱信号を取り出すことが
できる。

【００６２】音声多重カラオケ方式のコンパクトディス
ク，コンパクトテープでは、左チャンネルに伴奏信号
が、右チャンネルに歌唱信号が記録されている。このよ
うな音声多重カラオケ方式のコンパクトディスク，コン
パクトテープを使用する場合には歌唱信号分離手段１０
２は不要である。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、本発明は、第１，第２の
ピッチ検出手段によりカラオケメディアに記録されてい
る歌唱信号のピッチと、マイクロホンから入力されるユ
ーザの歌唱信号のピッチを検出し、これらを比較手段で
比較して、これら２つの信号のピッチが異なる場合に
は、音程変換手段制御手段の制御により音程変換手段で
カラオケメディアの出力信号をあらかじめ制限された範
囲内で自動的に音程変換することができ、ユーザが容易
に歌える音程に修正できるという実用上優れた効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１，第２，第３の実施例のカラオケ
装置の構成を示すブロック図

【図２】同第１の実施例の音程変換手段制御手段の処理
手順を示すＰＡＤ図

【図３】同第２の実施例の音程変換手段制御手段の処理
手順を示すＰＡＤ図

【図４】同第３の実施例の音程変換手段制御手段の処理
手順を示すＰＡＤ図

【図５】従来のカラオケ装置の構成を示すブロック図

【図６】従来のカラオケ装置における第１，第２のピッ
チ検出手段の内部構成例を示すブロック図

【図７】従来のカラオケ装置におけるゼロクロス検出・
送出の処理手順を示すＰＡＤ図

【図８】低域通過フィルタ６０２の出力の一例を示す波
形図

【図９】従来のカラオケ装置における周期検出の処理手
順を示すＰＡＤ図

【図１０】従来のカラオケ装置における比較手段の処理
手順を示すＰＡＤ図

【符号の説明】

１０１ レーザディスク再生装置（カラオケメディア再
生装置） １０２ 歌唱信号分離手段 １０３，１０６ Ａ／Ｄ変換器 １０４，１０７ 第１，第２のピッチ検出手段 １０５ マイクロホン １０８ 比較手段 １０９ 音程変換手段制御手段 １１０，１１１ 音程変換手段 １１２，１１３ 加算手段 １１４，１１５ Ｄ／Ａ変換器 １１６，１１７ 出力端子 １１８ ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ） １１９ マイクロコンピュータ（マイコン） ６０１ 帯域通過フィルタ ６０２ 低域通過フィルタ ６０３ 振幅検出器 ６０４ ゼロクロス周期検出 ６０５ 基本周期検出 ６０６ 平均周期検出 ６０７ 平均周期サンプリング ６０８ ｃｅｎｔ’値変換

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼本 竜彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラオケメディアを再生するカラオケメ
   ディア再生装置と、 前記カラオケメディア再生装置が出力する歌唱信号の音
   程を検出する第１のピッチ検出手段と、 利用者の音声信号を検出するマイクロホンと、 前記マイクロホンの出力信号の音程を検出する第２のピ
   ッチ検出手段と、 前記第１，第２のピッチ検出手段の両出力信号を互いに
   比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果を入力する音程変換手段制御手
   段と、 前記カラオケメディア再生装置の出力信号を前記音程変
   換手段制御手段の出力信号で制御して音程を変更する音
   程変換手段とを設けたカラオケ装置。
2. 【請求項２】 カラオケメディアを再生するカラオケメ
   ディア再生装置と、 前記カラオケメディア再生装置の出力信号から歌唱信号
   を分離する歌唱信号分離手段と、 前記歌唱信号分離手段が出力する歌唱信号の音程を検出
   する第１のピッチ検出手段と、 利用者の音声信号を検出するマイクロホンと、 前記マイクロホンの出力信号の音程を検出する第２のピ
   ッチ検出手段と、 前記第１，第２のピッチ検出手段の出力信号を互いに比
   較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果を入力する音程変換手段制御手
   段と、 前記カラオケメディア再生装置の出力信号を前記音程変
   換手段制御手段の出力信号で制御して音程を変更する音
   程変換手段とを設けたカラオケ装置。
3. 【請求項３】 音程変換手段制御手段は、あらかじめ設
   定された音程制御範囲の中で、比較手段の比較結果がマ
   イクロホンから入力される歌唱信号のピッチの低い場合
   には音程を下げるよう制御し、マイクロホンから入力さ
   れる歌唱信号のピッチの高い場合には音程を上げるよう
   制御するように構成したことを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載のカラオケ装置。
4. 【請求項４】 音程変換手段制御手段は、比較手段の比
   較結果がマイクロホンから入力される歌唱信号のピッチ
   の低い場合には音程を下げるよう制御し、マイクロホン
   から入力される歌唱信号のピッチの高い場合には音程を
   上げるよう制御し、マイクロホンから入力される歌のピ
   ッチとカラオケメディアに記録されている歌のピッチの
   差が大きい場合には差が小さい場合と比較して音程変化
   を急速に行うように構成したことを特徴とする請求項１
   または請求項２記載のカラオケ装置。
5. 【請求項５】 音程変換手段制御手段は、比較手段の比
   較結果がマイクロホンから入力される歌唱信号のピッチ
   が低い場合には音程を下げるよう制御し、マイクロホン
   から入力される歌唱信号のピッチの高い場合には音程を
   上げるよう制御し、音程変化値と音程変化初期値との差
   が大きくなるにしたがって、音程変化速度を小さくする
   ように構成したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載のカラオケ装置。