JPH0944171A - カラオケ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】歌唱に合わせてハモリパートを選択することに
より、よく響く、また、パートが重複しないハーモニー
付加機能を持つカラオケ装置を提供する。 【解決手段】カラオケ歌唱者の歌唱音声信号を入力して
ピッチ検出部４０でピッチを検出する。検出されたピッ
チをパート分析部４１に入力してこの歌唱者がどのパー
トを歌っているかを分析する。この分析は、複数のしき
い値データ（パート分析データ）と歌唱音声信号のピッ
チとを比較することにより、歌唱音声信号がどの区分に
属するかで割り出すことができる。歌唱者の歌唱パート
が判れば、そのパートによく協和するハーモニーデータ
をハーモニーデータレジスタ４４に読み込んでそのピッ
チのハーモニー音声信号を生成する。ハーモニー音声信
号は歌唱音声信号を、ピッチシフト部４３において、ハ
ーモニーデータの周波数へピッチシフトすることによっ
て生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が適用される技術分野】この発明は、カラオケ装
置に関し、特に、カラオケ歌唱者の歌唱に対して自動的
にハーモニー音声信号を付与することができるカラオケ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラオケ装置は、カラオケ歌唱を盛り上
げるために種々の機能を有している。その機能のなかに
ハーモニー音声を出力するハーモニー音生成機能があ
る。ハーモニー音生成機能としては、メインボーカルに
対して３度または５度など特定の音程を保ったハーモニ
ー音を生成するもの、メインボーカルに対するハーモニ
ーパートを予め記憶しておきカラオケ演奏に並行してこ
れを再生するもの、および、原曲に２声部以上のボーカ
ルパートを持つ曲の場合には、そのうち１つのパートを
カラオケ歌唱用に歌唱音声信号を抜いておき、他方をハ
ーモニーパートとしてカラオケ伴奏音に挿入しておく方
式などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、メインボーカ
ルのメロディに対して常時３度などの間隔でハーモニー
を付けた場合、たとえば、女性の歌唱に対して３度や５
度上のハーモニーを付けると歌唱音声が高い場合には、
それよりも３度または５度高いハーモニー音となり、自
然に聴取できる最高音超えてしまう場合があり、逆に、
男性の歌唱に対して３度や５度下のハーモニーを付ける
と歌唱音声が低い場合には、それよりも３度または５度
低いハーモニー音となり、自然に聴取できる最低音超え
てしまう場合があった。また、このような単純な方式で
は、ハーモニーメロディの流れが不自然になる場合があ
り、好ましいものではなかった。また、予めハーモニー
パートを記憶しておく方式では、ボーカルが所定のオク
ターブで歌唱された場合には綺麗に響くものであって
も、声域の違いによりボーカルが１オクターブ上下する
場合があり、このような場合には、メインボーカルとハ
ーモニーとの音程が大きく変わるため旨く響かなくなる
ことがある。

【０００４】さらに、複数のボーカルパートがある曲で
は、どちらがメインボーカルパートであるかを特定する
のが難しい曲もあり、このような曲ではカラオケ歌唱者
がどのパートを歌うかが判らず、ハーモニーパートとし
てカラオケ伴奏に含めたパートを歌唱者が歌った場合に
はパートが重複してしまう欠点があった。また、２つの
ボーカルパートでその音の高さが交錯する曲もあり、カ
ラオケ歌唱者には無条件に上（或いは下）のパートを歌
うことを習慣にしている者もいるため、この場合には、
２つのパートに跨がって歌唱することにもなる。さら
に、場合によっては歌唱者が上パート，下パートを混同
する場合もある。

【０００５】この発明は、歌唱中の音声に合わせてハー
モニー音声を生成することにより、歌唱音声によく協和
するハーモニー音声を付与できるカラオケ装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、カラオケ歌唱の歌唱音声信号を入力する手段と、
該歌唱音声信号の音域を判定する音域判定手段と、該音
域判定手段の判定に応じたハーモニー音声信号を生成す
るハーモニー生成手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】この発明では、歌唱音声信号の音域を判定
してこれに応じてハーモニー音声信号を生成する。音域
は、たとえば、歌唱パートとして分析される。これに応
じてハーモニーを生成することにより、歌唱および伴奏
によく協和するハーモニー音声信号を生成することがで
きる。

【０００８】この出願の請求項２の発明は、前記ハーモ
ニー生成手段を、複数のハーモニーパートデータから一
つを選択し、該選択されたハーモニーパートデータに基
づいてハーモニー音声信号を生成する手段としたことを
特徴とする。

【０００９】複数のハーモニーパートデータを備え、そ
のなかから、最適な一つを選択することにより、事前に
最適なものを作成しておき、そのなかから、選択できる
ため、非常によく協和するハーモニー音声信号を生成す
ることができる。

【００１０】この出願の請求項３の発明は、前記ハーモ
ニー生成手段を、ハーモニーパートデータの周波数デー
タを所定量シフトすることによってハーモニー音声信号
の周波数を決定する手段としたことを特徴とする。

【００１１】ハーモニーパートデータの周波数データ
（ピッチデータ）をシフトすることによってハーモニー
音声信号を生成するようにしたことにより、データ量を
少なくし、且つ、歌唱の音域にあったハーモニー音声信
号を生成するとこができるようになる。

【００１２】この出願の請求項４の発明は、前記音域判
定手段を、歌唱音声信号の周波数をカラオケと同期して
進行する周波数しきい値データと比較することによって
音域を判定する手段としたことを特徴とする。

【００１３】歌唱周波数（ピッチ）をしきい値で複数に
区切り、どの区画に歌唱音声信号が属するかによって音
域（パート）を判定するようにしたことにより、歌唱者
の歌唱ピッチがずれても正確にパートを判定することが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１〜図３を参照してこの発明の
構成を説明する。図１は、複数のパートのハーモニーパ
ートデータとこれら複数パートのそれぞれに対応する複
数のパート分析データを含んでいる楽曲データを用いる
カラオケ装置の構成を示す図である。楽曲データ１は、
上記複数パートのハーモニーパートデータ，複数のパー
ト分析データのほか、カラオケ伴奏音を発生するための
カラオケパートデータを含んでいる。カラオケ演奏がス
タートするとこのカラオケパートデータが楽音発生部６
に入力されることによってカラオケ伴奏音が発生され、
このカラオケ伴奏音がミキサ７，スピーカ８を介して出
力される。カラオケ歌唱者は、このカラオケ伴奏音を聞
きながら歌唱する。この歌唱音声信号は、前記ミキサ７
のほか、音声分析部４，音声処理部５およびハーモニー
生成部２に入力される。

【００１５】音声分析部４は、入力された歌唱音声信号
を前記複数のパート分析データと比較することによっ
て、この歌唱の音域（パート）を分析する。パート分析
データは、カラオケの進行に同期して進行する旋律のよ
うなデータであり、ＭＩＤＩデータで構成しても、音声
多重カラオケのメロディトラックのようなデータで構成
してもよい。パートの分析は種々の方式で行うことがで
きるが、最も簡略な方式は、パート分析データを対応す
るパートのメロディデータとし、歌唱音声信号がパート
分析データと一致したとき、歌唱パートが当該パートで
あると判定する方式や、パート分析データをしきい値デ
ータとし、歌唱音声信号が複数のパート分析データで区
切られる複数の音域のうち、どの音域に属するかでパー
トを判定する方式などがある。音声分析部４によるパー
ト分析結果はハーモニー生成部２および音声処理部５に
入力される。ハーモニー生成部２は入力されたパート分
析結果に基づいて楽曲データに含まれる複数のハーモニ
ーパートデータから１つを選択する。この選択は、分析
されたカラオケ歌唱のパートに対して最もよく協和する
ハーモニーパートが選択される。ハーモニー生成部２
は、入力された歌唱音声信号を加工してハーモニー音声
信号を生成するものであってもよく、また、予め録音さ
れているハーモニー音声信号を再生するものであっても
よい。生成されたハーモニー音声信号はミキサ７に入力
される。一方、音声処理部５は歌唱音声信号に対して効
果を付与するものである。付与される効果としては、リ
バーブのようなものであってもよく、また、フォルマン
ト変換などの音声分析部４で分析された結果を利用する
ものであってもよい。すなわち、女性が男性の歌を歌っ
ていると分析された場合には、歌唱音声信号のフォルマ
ントを男性のものに変換し、男性が女性の歌を歌ってい
ると分析された場合には、歌唱音声信号のフォルマント
を女性のものに変換することによって、歌唱音声の音質
をよりオリジナルに近づけるなどの効果を付与すること
ができる。

【００１６】なお、ハーモニー生成部２には、ハーモニ
ーパートを選択するためのパネルスイッチ９が接続され
ている。このパネルスイッチ９によってハーモニーパー
トがマニュアルで選択された場合には、音声分析部４の
分析結果にかかわらずパネルスイッチ９で選択されたハ
ーモニーパートのハーモニー音声信号が生成されるもの
とする。また、採点機５０は音声分析部４の分析結果に
基づいて歌唱を採点して表示する装置である。

【００１７】また、途中でカラオケ歌唱者が交替した場
合やカラオケ歌唱者が歌唱するパートが途中で変わった
場合、歌唱のオクターブが変わった場合などには、これ
に合わせてハーモニーパートも切り換わるが、このこの
切り換えを突然行うと不自然になる場合があるため、曲
（フレーズ）の切れ目を認識し、この切れ目のタイミン
グでハーモニーパートを切り換えるようにしてもよい。

【００１８】図２はハーモニーパートデータとパート分
析データをそれぞれ１つずつ含む楽曲データを含んでい
る楽曲データを用いるカラオケ装置の構成を示す図であ
る。この図において図１と同一構成の部分は同一番号を
付して説明を省略する。楽曲データ１′は、上記ハーモ
ニーパートデータ，パート分析データおよびカラオケ伴
奏音を発生するためのカラオケパートデータを含むもの
である。音声分析部４′はパート分析データを基準に、
歌唱音声信号がこのパート分析データよりも何度上か下
かを分析する。この歌唱分析部４′は、簡略化すると、
歌唱者がどのオクターブで歌唱しているかを判定するも
のとなる。歌唱分析部４′は、パート分析データと歌唱
音声信号との差分音程を割り出し、これをハーモニー生
成部２′に入力する。ハーモニー生成部２′は、この差
分音程の情報に基づいてハーモニーパートデータをピッ
チシフトし、実際に生成するハーモニーのピッチを割り
出す。このピッチでハーモニー音声信号を生成するが、
生成方式は、図１のハーモニー生成部２と同様、入力さ
れた歌唱音声信号を加工してハーモニー音声信号を生成
するものであってもよく、また、予め録音されているハ
ーモニー音声信号を再生するものであってもよい。

【００１９】さらに、図３は、１つのハーモニーパート
データとカラオケパートのみからなる楽曲データを用い
るカラオケ装置の構成を示す図である。この図において
図１と同一構成の部分は同一番号を付して説明を省略す
る。このカラオケ装置の音声分析部４″には、固定値で
あるしきい値データが３つ記憶されている。３つのしき
い値は、それぞれ曲頭しきい値データ，男上限しきい値
データおよび女下限しきい値データである。一般のカラ
オケ曲では、曲頭は普通の音域で始まるため、曲の冒頭
の歌唱音声信号のオクターブに基づいて男性が歌ってい
るか女性が歌っているかを判断することができる。前記
曲頭しきい値データは、男性の通常の歌唱音域と女性の
歌唱音域のオクターブの境界を示すデータである。音声
分析部４″は、カラオケ歌唱が開始されたとき、この曲
頭しきい値データに基づいて歌唱者が男性か女性かを判
断する。また、曲の途中には歌唱メロディ中に高い音や
低い音が出てくるが、歌唱者が男性と判断された場合で
も、歌唱音声信号のピッチが余りに高すぎる場合には、
上記判断の誤りまたは歌唱者が交替したと考えられる。
この判断の基準になるのが男上限しきい値データであ
る。歌唱音声信号がこのしきい値よりも高くなった場合
には、それまでの判断を取り消して歌唱者は女性である
と判断する。一方、これとは逆に、歌唱者が女性と判断
された場合でも、歌唱音声信号のピッチが余りに低すぎ
る場合には、上記判断の誤りまたは歌唱者が交替したと
考えられる。この判断の基準になるのが女下限しきい値
データである。歌唱音声信号がこのしきい値よりも低く
なった場合には、それまでの判断を取り消して歌唱者は
男性であると判断する。男性／女性の判断結果はハーモ
ニー生成部２″に入力される。ハーモニー生成部２″は
この判断結果に基づき、ハーモニーデータのピッチ（オ
クターブ）を決定してハーモニー音声信号を生成する。

【００２０】このように図１の構成では、複数のパート
分析データに基づいて歌唱音声信号の歌唱パートに分析
し、この分析結果に基づいて複数のハーモニーパートデ
ータから１つを選択するようにしているため、多彩なハ
ーモニーパートデータから歌唱パートに最もよく協和す
るハーモニーパートデータを選択することができる。ま
た、図２，図３の構成では、より簡略な楽曲データの構
成で歌唱パートに合わせたハーモニー音声信号を生成す
ることができる。

【００２１】図４〜図８を参照してこの発明が適用され
たカラオケ装置の具体的な構成を説明する。このカラオ
ケ装置は、音源カラオケ装置であり、通信機能およびハ
ーモニー付加機能を備えている。音源カラオケ装置と
は、楽曲データで音源装置を駆動することによりカラオ
ケ演奏音を発生するカラオケ装置である。楽曲データと
は、音高や発音タイミングを指定する演奏データ列など
の複数トラックからなるシーケンスデータである。ま
た、通信機能とは、通信回線を介してホストステーショ
ンと接続され、楽曲データをホストステーションからダ
ウンロードしてハードディスク装置１７（図４参照）に
蓄える機能である。ハードディスク装置１７は、楽曲デ
ータを数百〜数千曲分記憶することができる。ハーモニ
ー付加機能とは、歌唱者の歌唱音声と協和する音程のハ
ーモニー音声を歌唱者の音声信号に基づいて生成・出力
する機能である。

【００２２】まず、図６〜図８を参照してこのカラオケ
装置のハードディスク装置１７に記憶される楽曲データ
の構成を説明する。楽曲データは、カラオケ歌唱者の歌
唱パートを判定するためのパート分析データおよびハー
モニーパートデータをどれだけ記憶しているかによりＡ
タイプ，Ｂタイプ，Ｃタイプに分類される。すなわち、
Ａタイプの楽曲データは、上記図１で説明した楽曲デー
タに対応し、Ｂタイプの楽曲データは、上記図２で説明
した楽曲データに対応し、Ｃタイプの楽曲データは上記
図３で説明した楽曲データに対応している。

【００２３】図６はＡタイプの楽曲データを示してい
る。楽曲データは、ヘッダ、伴奏音データトラック、歌
詞表示データトラック、複数のハーモニーパートデータ
トラック、複数のパート分析データトラックで構成され
ている。ヘッダは、曲名，ジャンルデータ，発売日，曲
の演奏時間（長さ）などこの楽曲データの書誌的なデー
タが書き込まれる部分である。伴奏音データトラック
は、カラオケ演奏の楽音を形成するためのデータが記憶
されたトラックであり、メロディやリズム音を発生する
複数音色の楽音トラックで構成されている。各データト
ラックは、イベントデータと各イベントデータ間の時間
間隔を示すデュレーションデータからなるシーケンスデ
ータで構成されている。歌詞表示データトラックは、モ
ニタ２６上に歌詞を表示するためのシーケンスデータを
記憶したトラックである。

【００２４】この楽曲データにはハーモニーパートデー
タがｎ個記憶されている。これらは、それぞれ異なるパ
ートの音高シーケンスデータで構成されている。このト
ラックのシーケンスデータは発音・消音および音高を指
示するイベントデータとデュレーションデータの組み合
わせで構成されている。一方、この楽曲データにはパー
ト分析データがｍ個記憶されている。これらのデータ
も、上記ハーモニーパートデータと同様、音高を指示す
るイベントデータとデュレーションデータの組み合わせ
からなるシーケンスデータで構成されており、パート分
析データも曲の進行に追従するようになっている。

【００２５】同図（Ｂ）および（Ｃ）は歌唱パート，ハ
ーモニーパートおよびパート分析データの関係を示す図
である。同図（Ｂ）は複数の歌唱パート１，２，３に対
してそれぞれ独自のハーモニーパート１，２，３を備
え、歌唱音声信号がどの歌唱パートであるかを判定する
ためにパート分析データをしきい値データとした例であ
る。歌唱音声信号がしきい値データで区切られる音域に
ある場合には、その音域の歌唱パートが歌われているも
のと判定してその歌唱パートに対応するハーモニーパー
トのハーモニー音声信号を生成する。

【００２６】一方、同図（Ｃ）は、複数の歌唱パートが
そのままハーモニーパートおよびパート分析データとな
っている例を示す。すなわち、カラオケ歌唱者がいずれ
かのパートを歌唱すると、カラオケ装置は、その歌唱音
声信号がどのパートと一致するかを判定し、一致したパ
ート以外のパートをハーモニーパートの音声信号として
形成するものである。

【００２７】なお、同図（Ｂ), (Ｃ）の記載から明らか
なように、この楽曲データのハーモニーパートデータ
は、歌唱パートのピッチに対して単純な３度や５度では
なく、旋律的にマッチする音程関係で独自に作成された
ものである。

【００２８】図７はＢタイプの楽曲データを示す図であ
る。この楽曲データは、ヘッダ，伴奏音データトラッ
ク，歌詞表示データトラックおよび１つのハーモニーパ
ートデータトラックおよび１つのパート分析データトラ
ックで構成されている。ヘッダ，伴奏音トラックおよび
歌詞表示トラックについては上記Ａタイプの楽曲データ
と同様である。ハーモニーパートデータは、１種類であ
るが、カラオケ歌唱の音域（一般的にはオクターブ）に
合わせてピッチシフトされる。また、歌唱パートは、歌
唱音声信号のピッチがパート分析データからどの程度離
れているかによって判定される。パート分析では、図６
（Ｃ）のように歌唱パートと一致するものであってもよ
い。

【００２９】また、図８はＣタイプの楽曲データを示す
図である。この楽曲データは、ヘッダ、伴奏音データト
ラック、歌詞表示データトラックおよびハーモニーパー
トデータトラックからなっている。ヘッダ，伴奏音トラ
ックみよび歌詞表示トラックについては上記Ａタイプの
楽曲データと同様である。ハーモニーパートトラックは
上記Ｂタイプの楽曲データと同様、カラオケ歌唱の音域
に合わせてピッチシフトされる。また、この楽曲データ
でカラオケ演奏が行われる場合は、楽曲データ内にパー
ト分析データが書き込まれていないため、カラオケ装置
は、後述のパート分析部が固定的に記憶しているしきい
値データに基づいて歌唱者の歌唱パートを判定し、これ
と協和するようにハーモニーパートをピッチシフトす
る。

【００３０】カラオケ装置は、これら３種類の楽曲デー
タにより、それぞれに対応する方式で歌唱者の歌唱パー
トを判定し、これに協和するようなハーモニーパートの
歌唱音を生成する。

【００３１】図４は同カラオケ装置のブロック図であ
る。装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０には、バスを
介してＲＯＭ１１，ＲＡＭ１２，ハードディスク記憶装
置（ＨＤＤ）１７，ＩＳＤＮコントローラ１６，リモコ
ン受信機１３，表示パネル１４，パネルスイッチ１５，
音源装置１８，音声データ処理部１９，効果用ＤＳＰ２
０，文字表示部２３，ＬＤチェンジャ２４，表示制御部
２５および音声処理用ＤＳＰ３０が接続されている。

【００３２】ＲＯＭ１１には、システムプログラム，ア
プリケーションプログラム，ローダおよびフォントデー
タが記憶されている。システムプログラムは、この装置
の基本動作や周辺機器とのデータ送受を制御するプログ
ラムである。アプリケーションプログラムは周辺機器制
御プログラム，シーケンスプログラムなどである。カラ
オケ演奏時にはシーケンスプログラムがＣＰＵ１０によ
って実行され、楽曲データに基づいた楽音の発生，映像
の再生が行われる。ローダは、ホストステーションから
楽曲データをダウンロードするためのプログラムであ
る。フォントデータは、歌詞や曲名などを表示するため
のものであり、明朝体やゴジック体などの複数種類の文
字種のフォントが記憶されている。また、ＲＡＭ１２に
は、ワークエリアが設定される。ＨＤＤ１７には楽曲デ
ータファイルが設定される。

【００３３】ＩＳＤＮコントローラ１６は、ＩＳＤＮ回
線を介してホストステーションと交信するためのコント
ローラである。ホストステーションからは楽曲データな
どがダウンロードされる。ＩＳＤＮコントローラ１６は
ＤＭＡ回路を内蔵しており、ダウンロードされた楽曲デ
ータやアプリケーションプログラムをＣＰＵ１０を介さ
ずに直接ＨＤＤ１７に書き込む。

【００３４】リモコン受信機１３はリモコン３１から送
られてくる赤外線信号を受信してデータを復元する。リ
モコン３１は選曲スイッチなどのコマンドスイッチやテ
ンキースイッチなどを備えており、利用者がこれらのス
イッチを操作するとその操作に応じたコードで変調され
た赤外線信号を送信する。表示パネル１４はこのカラオ
ケ装置の前面に設けられており、現在演奏中の曲コード
や予約曲数などを表示するものである。パネルスイッチ
１５はカラオケ装置の前面操作部に設けられており、曲
コード入力スイッチやキーチェンジスイッチなどを含ん
でいる。

【００３５】音源装置１８は、ＣＰＵ１０から入力され
る楽曲データに基づいて楽音信号を形成する。音声デー
タ処理部１９は、楽曲データに含まれる音声データに基
づき、指定された長さ，指定された音高の音声信号を形
成する。音声データは、ＡＤＰＣＭデータで構成されて
おり、バックコーラスや模範歌唱音などの音源装置１８
で電子的に発生しにくい信号波形をそのままディジタル
化して記憶したものである。

【００３６】一方、歌唱用のマイク２７から入力された
歌唱音声信号は、マイクアンプ２８−Ａ／Ｄコンバータ
２９を介して音声処理用ＤＳＰ３０および効果用ＤＳＰ
２０に入力される。また、音声処理用ＤＳＰ３０にはこ
の歌唱音声信号のほか、ＣＰＵ１０からパート分析デー
タ，ハーモニーパートデータなどが入力される。音声処
理用ＤＳＰ３０はこれらの情報に基づいて歌唱者が歌唱
しているパートを検出し、これと最も協和するハーモニ
ー音声信号を生成する。この音声信号は、歌唱者の歌唱
音声信号をピッチシフトすることによって生成する。こ
の音声信号は効果用ＤＳＰ２０に出力される。

【００３７】音源装置１８が形成した楽音信号、音声デ
ータ処理部１９が形成した音声信号、Ａ／Ｄコンバータ
２９から入力される歌唱音声信号および音声処理用ＤＳ
Ｐ３０から入力されるハーモニー音声信号は効果用ＤＳ
Ｐ２０に入力される。効果用ＤＳＰ２０は、これら入力
された音声信号や楽音信号に対してリバーブやエコーな
どの効果を付与する。効果用ＤＳＰ２０が付与する効果
の種類や程度は、楽曲データの伴奏音トラックに含まれ
ている効果制御用データに基づいて制御される。効果が
付与された楽音信号，音声信号はＤ／Ａコンバータ２１
でアナログ信号に変換されたのちアンプ・スピーカ２２
に出力される。アンプ・スピーカ２２はこの信号を増幅
したのち放音する。

【００３８】また、文字表示部２３は入力される文字デ
ータに基づいて、曲名や歌詞などの文字パターンを生成
する。また、ＬＤチェンジャ２４には、５枚（１２０シ
ーン）程度のレーザディスクが内蔵されており１２０シ
ーンの背景映像を再生することができる。ＬＤチェンジ
ャ２４には、曲のジャンルデータに基づいて決定された
映像選択データが入力される。ＬＤチェンジャ２４は、
この映像選択データに基づいて上記１２０シーンの背景
映像データから１つの背景映像を選択・再生し、映像デ
ータとして出力する。文字パターン，映像データは表示
制御部２５に入力される。表示制御部２５ではこれらの
データをスーパーインポーズで合成してモニタ２６に表
示する。

【００３９】図５は前記音声処理用ＤＳＰ３０の構成を
示す図である。この音声処理用ＤＳＰ３０は、歌唱音声
信号を入力し、この歌唱音声信号のパートを検出すると
ともに、この歌唱音声信号と協和するハーモニーパート
の音声信号（ハーモニー音声信号）を生成出力する。同
図では、音声処理用ＤＳＰ３０の機能をブロック図で示
しているが、これらの機能はマイクロプログラムで実現
される。

【００４０】Ａ／Ｄコンバータ２９から入力された歌唱
音声信号はピッチ検出部４０，音節検出部４２，ピッチ
シフト部４３に入力される。ピッチ検出部４０は入力さ
れた歌唱音声信号のピッチ（周波数）を検出する。音節
検出部４２は入力された歌唱音声信号の音節の境目を検
出する。音節の検出は、子音や母音をそれらの音声的な
特徴に基づいて切り分けることによって検出される。ま
た、ピッチシフト部４３は、入力された歌唱音声信号を
ピッチシフトして、該歌唱音声信号に協和するハーモニ
ー音声信号を形成する機能部である。すなわち、カラオ
ケ歌唱者の歌唱音声信号は、そのまま歌唱音声信号とし
て出力されるとともに、この音声処理用ＤＳＰ３０でピ
ッチシフトされて元の歌唱音声信号およびカラオケ伴奏
である楽音信号に協和するハーモニー音声信号に変換さ
れて出力される。

【００４１】ピッチ検出部４０が検出した歌唱音声信号
のピッチ情報はパート分析部４１およびシフト量設定部
４６に入力される。パート分析部４１には楽曲データの
タイプ情報（Ａ〜Ｃタイプ）およびパート分析データが
入力される。パート分析部４１はこれらの情報および前
記ピッチ検出部４０が検出したピッチデータに基づいて
歌唱者がどのパートを歌唱しているかを分析する。分析
手法の詳細は後述する。

【００４２】パート分析部４１が分析したパート分析結
果は、ＣＰＵ１０に返信されるとともに、シフト量設定
部４６に入力される。Ａタイプの楽曲データの場合、Ｃ
ＰＵ１０は、受信したパート分析結果に基づいて複数の
ハーモニーパートデータトラックから歌唱者の歌唱パー
トにあったハーモニーパートを１つ選択し、このトラッ
クのデータを音声処理用ＤＳＰ３０内のハーモニーパー
トレジスタ４４に転送する。一方、Ｂタイプ，Ｃタイプ
の楽曲データの場合には、ハーモニーパートデータトラ
ックが１つだけ記憶されているため、パート情報にかか
らわずこのトラックのデータが音声処理用ＤＳＰ３０内
のハーモニーパートレジスタ４４に転送される。

【００４３】ハーモニーパートレジスタ４４に記憶され
ているハーモニーパートデータはポインタ生成部４５が
生成するポインタにしたがって読み出され、シフト量設
定部４６に入力される。ポインタ生成部４５は前記音節
検出部４２が検出した音節の境目情報に基づいてポイン
タを歩進する。これにより、ハーモニーの進行が単純な
テンポクロックではなく、歌唱者の歌唱音声信号に合わ
せたテンポで進行するようになり、歌唱が拍タイミング
からずれてもそれに合わせてハーモニー歌唱音声信号を
生成することができる。

【００４４】シフト量設定部４６は、入力された歌唱音
声信号からカラオケ伴奏音楽である楽音信号に協和する
ハーモニー音声信号を生成するため、入力された歌唱音
声信号とハーモニーパートレジスタ４４から読み出され
たデータを基に該歌唱音声信号のピッチシフト量を算定
する機能部である。

【００４５】シフト量設定部４６によって算出されたピ
ッチシフト量はピッチシフト部４３に出力される。ピッ
チシフト部４３は、入力されたピッチシフト量だけ、歌
唱音声信号をピッチシフトする。このようにしてピッチ
シフトされた音声信号は、カラオケの伴奏音、また、歌
唱者のか正規の音程で歌唱していれば歌唱者の音声信号
ともよく協和するハーモニー音声信号となり、効果用Ｄ
ＳＰ２０に出力される。

【００４６】ここで、パート分析の方法およびピッチシ
フト量の決定の方法を前記Ａタイプ，Ｂタイプ，Ｃタイ
プの楽曲データ毎に説明する。

【００４７】図６に示すＡタイプの楽曲データの場合、
複数のパート分析データ（しきい値データ）がパート分
析部４１に入力される。パート分析部４１では、歌唱音
声信号がしきい値データで区分されるどの区画に入るか
を分析し、その区画に対して指定されているパートをハ
ーモニーパートとして選択する。このパート分析結果
は、ＣＰＵ１０に送信され、ＣＰＵ１０はこの分析結果
に対応するハーモニーパートデータトラックのデータを
読み出してハーモニーパートレジスタ４４に入力する。
Ａタイプの楽曲データの場合、このように複数のハーモ
ニートラックから１つを選択して入力されるため、この
トラックのデータ（絶対量のピッチデータ）をそのまま
ハーモニーパートのピッチとして用いればよい。シフト
量設定部４６は、歌唱音声信号をこのハーモニーパート
のピッチへピッチシフトすべくシフト量を設定すればよ
い。

【００４８】なお、上述の例は、図６（Ｂ）に示すよう
にパート分析データとしてしきい値データが記憶された
楽曲データを用いる場合を示したが、パート分析データ
として複数の歌唱パートのメロディデータを用いている
場合には、歌唱音声信号がどのパートであるかを検出
し、ハーモニーパートとして検出されたパート以外のパ
ートを出力するようにすればよい。

【００４９】なお、パート分析部４１は常時パートの分
析を行っているため、歌唱者の歌唱パートが途中で変わ
った場合でも、それに追従してハーモニーパートを切り
換えることができる。

【００５０】図７に示すＢタイプの楽曲データの場合に
は、パート分析部４１は、パート分析データと歌唱音声
信号との差を割り出し、この差に基づいてハーモニーパ
ートのピッチシフト補正量を決定する。このピッチシフ
ト補正量がパート分析結果としてシフト量設定部４６に
出力される。ハーモニーデータレジスタ４４には、その
曲に唯一のハーモニーデータが入力されており、これが
ポインタ生成部４５の指示に応じてシフト量設定部４６
に入力される。シフト量設定部４６においては、歌唱音
声信号とハーモニーデータとのピッチ差とパート分析部
４１から入力されたピッチシフト補正量とを考慮した値
をピッチシフト部４３に入力するシフト量として設定す
る。

【００５１】この制御方法によれば、歌唱者が自分の声
域に合わせてボーカルパートをオリジナルよりもオクタ
ーブ上下して歌唱したとき、ハーモニーパートをこれに
追従させてオクターブ上下させたり、そのオクターブで
最適の音程にハーモニーパートの音声信号を生成するこ
とができる。

【００５２】また、図８に示すＣタイプの楽曲データの
場合、すなわち、楽曲データ中にパート分析データが無
い場合には、パート検出部４１が固定的に記憶している
３つのしきい値データ（男上限しきい値データ、女下限
しきい値データおよび曲頭しきい値データ）に基づいて
パートを分析する。カラオケ曲のスタート時には歌唱音
声信号のピッチを曲頭しきい値データと比較し、歌唱音
声信号が曲頭しきい値データよりも高ければ女性が歌っ
ているとして、ハーモニーパートの絶対値のピッチをこ
れに合わせて女性または男性の声域にシフトする。すな
わち、同性のハーモニーが必要な場合には女性の声域に
シフトし異性のハーモニーが必要な場合には男性の声域
にシフトする。一方、歌唱音声信号が曲頭しきい値デー
タよりも低ければ男性が歌っているとして、ハーモニー
パートのピッチをこれに合わせて男性または女性の声域
にシフトする。

【００５３】なお、効果用ＤＳＰ２０においては、リバ
ーブなどの一般的なもののみならず、フォルマント変換
などの効果を付与するようにしてもよい。

【００５４】以上のように、このカラオケ装置では楽曲
データに含まれているハーモニーパートトラックの数や
しきい値トラックの数に応じてパート分析，ハーモニー
歌唱音声信号の生成を行うため、その曲データの特性に
応じて最適のハーモニー生成が可能になる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
歌唱音声信号の音域を継続的に判定し、この音域に合わ
せて適当なハーモニー音声信号を生成するため、常によ
く協和するハーモニー音声を生成することができる。

【００５６】また、請求項２の発明によれば、複数のハ
ーモニーパートデータから一つを選択するようにしたこ
とにより、単なるピッチシフトでなく、各音域に最適な
ハーモニー音声信号を形成することができる。

【００５７】また、請求項３の発明によれば、たととえ
ば、歌唱音声信号がオクターブ上下した場合でもハーモ
ニーの周波数をこれに合わせてオクターブシフトするこ
とができ、常に歌唱音声信号とハーモニー音声信号との
音程を理想的に保つことができる。

【００５８】また、請求項４の発明によれば、カラオケ
と同期して進行する周波数しきい値データに基づいて歌
唱音声信号の音域を判定するようにしたことにより、ハ
ーモニーパートの決定と歌唱音声信号のパート分析を別
にすることができ、全く異なるハーモニーを生成するこ
とができる。また、歌唱ピッチがずれてもしきい値内に
属していれば、そのパートと判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたカラオケ装置のブロック
図

【図２】同カラオケ装置の音声処理用ＤＳＰの機能を説
明する図

【図３】同カラオケ装置に用いられる楽曲データの構成
を示す図

【図４】この発明が適用されたカラオケ装置のブロック
図

【図５】同カラオケ装置の音声処理用ＤＳＰの機能を説
明する図

【図６】同カラオケ装置に用いられる楽曲データの構成
を示す図

【図７】同カラオケ装置に用いられる楽曲データの構成
を示す図

【図８】同カラオケ装置に用いられる楽曲データの構成
を示す図

【符号の説明】

１−楽曲データ、２−ハーモニー生成部、３−歌唱音声
信号、４−音声分析部、 ３０−音声処理用ＤＳＰ ４０−ピッチ検出部、４１−パート分析部、４２−音節
検出部、４３−ピッチシフト部、４４−ハーモニーデー
タレジスタ、４５−ポインタ生成部、４６−シフト量設
定部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラオケ歌唱の歌唱音声信号を入力する
   手段と、 該歌唱音声信号の音域を判定する音域判定手段と、 該音域判定手段の判定に応じたハーモニー音声信号を生
   成するハーモニー生成手段と、 を備えたことを特徴とするカラオケ装置。
2. 【請求項２】 前記ハーモニー生成手段は、複数のハー
   モニーパートデータから一つを選択し、該選択されたハ
   ーモニーパートデータに基づいてハーモニー音声信号を
   生成する手段である請求項１に記載のカラオケ装置。
3. 【請求項３】 前記ハーモニー生成手段は、ハーモニー
   パートデータの周波数データを所定量シフトすることに
   よってハーモニー音声信号の周波数を決定する手段であ
   る請求項１に記載のカラオケ装置。
4. 【請求項４】 前記音域判定手段は、歌唱音声信号の周
   波数をカラオケと同期して進行する周波数しきい値デー
   タと比較することによって音域を判定する手段である請
   求項１に記載のカラオケ装置。