JPH10268875A - カラオケ装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
- G10H1/36—Accompaniment arrangements
- G10H1/361—Recording/reproducing of accompaniment for use with an external source, e.g. karaoke systems
- G10H1/366—Recording/reproducing of accompaniment for use with an external source, e.g. karaoke systems with means for modifying or correcting the external signal, e.g. pitch correction, reverberation, changing a singer's voice
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Abstract
唱者の性別に基づいて変換モードを自動的に切り換え
る。 【解決手段】 楽曲データの歌手コードから曲の性別を
判定する性別判定部322と、入力音声を分析して歌唱
者の性別を判定するとともに声質を検出する音声分析部
321と、曲の性別判定結果と歌唱者の性別判定結果か
ら音声変換の方向を決定するとともに声質の補正を指示
するパラメータ生成部323と、指定された変換方向に
入力音声を変換するとともに声質を補正するボイスチェ
ンジ部324とを設けた。
Description
処理して出力するカラオケ装置に関する。
音声に周波数変換等の処理を施して様々な効果を得る音
声変換機能を備えたカラオケ装置が各種開発されてい
る。例えば、入力音声の音程やフォルマント(声道の共
振周波数)をシフトさせて、男性の声を女性の声に、女
性の声を男性の声にそれぞれ変換する、いわゆる男女間
の音声変換を行うカラオケ装置が知られている。
オケ装置における男女変換は、その変換方向を利用者が
マニュアルで指定するようになっている。例えば、女性
ボーカルの楽曲を男性の利用者が歌唱する場合には、男
から女への変換モードを指定し、女性の利用者が歌唱す
る場合には変換モードを解除する必要がある。このよう
な操作を演奏曲が変わる度に、あるいは歌唱者が変わる
度に行うことは、利用者にとって極めて面倒な作業であ
った。また、操作が煩雑なために指定を誤る場合も多
く、例えば男性の声であるにもかかわらず女から男への
変換モードを指定した場合には低い声がより一層低い声
となるため利用者に聴き苦しい思いをさせることもあっ
た。さらに、従来の音声変換では、入力音声の声質を考
慮することなくピッチシフトやフォルマントシフトを施
すため、声質によっては変換後の音声がかえって不自然
になる場合も多かった。
たもので、男女間の音声変換を行なう場合に、曲種と歌
唱者の性別に基づいて変換モードを自動的に切り換える
ことができるカラオケ装置を提供することを目的として
いる。また、この発明の他の目的は、入力音声の声質を
考慮して適切な音声変換を行うことができるカラオケ装
置を提供することにある。
ために、請求項1記載の発明は、歌唱者の入力音声を音
高側へシフトする男から女への音声変換と該入力音声を
低音側へシフトする女から男への音声変換の二方向の音
声変換を選択的に行う音声変換手段と、前記入力音声を
分析して当該歌唱者の性別を判別する音声分析手段と、
前記音声分析手段の判別結果と楽曲のボーカルの性別と
を比較し、この比較結果に基づき音声変換の方向を前記
音声変換手段に指定する変換方向指定手段とを具備する
ことを特徴としている。
記載の発明において、カラオケの楽曲データに識別情報
を含めておき、この識別情報に基づき楽曲のボーカルの
性別を判別する判別手段を具備することを特徴としてい
る。
力音声を音高側へシフトする男から女への音声変換と該
入力音声を低音側へシフトする女から男への音声変換の
二方向の音声変換を選択的に行う音声変換手段と、前記
入力音声を分析してその音高を検出する音声分析手段
と、前記音声分析手段によって検出される音高と楽曲の
メロディの音高とを比較し、この比較結果に基づき音声
変換の方向を前記音声変換手段に指定する変換方向指定
手段とを具備することを特徴としている。
いし3のいずれかに記載の発明において、前記音声変換
手段による音声変換は、音高のシフトのみならず、フォ
ルマントのシフトを伴うことを特徴としている。
載の発明において、前記音声分析手段は、入力音声のフ
ォルマント特性をも分析するとともに、前記音声変換手
段は、前記音声分析手段の分析結果に応じて入力音声の
フォルマントをシフトさせることを特徴としている。
の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態
は、本発明を通信カラオケ装置に適用したものである
が、本発明はかかるカラオケ装置への適用に限らず、そ
の他のカラオケ装置にも適用可能である。
図である。同図において、1はセンタ局に設置されたホ
ストコンピュータであり、カラオケの楽曲データを蓄積
したデータベースを有している。このホストコンピュー
タ1には、通信回線(電話回線またはISDN)を介
し、各カラオケ店舗に設置された複数のカラオケ端末2
が接続されており、定期的に楽曲データを各カラオケ端
末2に配信するようになっている。以下、このカラオケ
端末2を構成する各部を説明する。
スBUSを介し接続される端末各部を制御する。また、
22はROM(Read Only Memory)であり、CPU21が
実行する制御プログラムおよび楽曲データに含まれる歌
詞コードに対応したフォントデータを記憶する。さら
に、23はRAM(Random Access Memory)であり、CP
U21のワークエリアとして用いられる。
トコンピュータ1から配信される楽曲データを記憶す
る。すなわち、カラオケ端末2においては、ホストコン
ピュータ1から供給される楽曲データを一旦ハードディ
スク24に蓄積し、これを読み出して用いるようになっ
ている。25は通信コントローラであり、ホストコンピ
ュータ1から送信される楽曲データを受信しこれをハー
ドディスク24へ転送する。この通信コントローラ25
は、通信回線が電話回線の場合モデムであり、ISDN
の場合ターミナルアダブタである。
る。1曲についての楽曲データは、図2に示すように、
ヘッダ、楽音トラック、表示トラック、音声トラック、
効果制御トラック、および音声データ領域からなってい
る。ヘッダは、その曲に関する種々のデータが書き込ま
れる部分であって、「曲名」、曲の識別情報である「曲
コード」、その曲を歌っている歌手またはアーティスト
を示す「歌手コード」、音楽ジャンルや季節等の曲の属
性を示す「ジャンルコード」、曲の長さを示す「演奏時
間」等のデータが記述されている。
ーケンスデータが記述されており、発音、消音等を制御
するイベントデータとタイミングを制御するデュレーシ
ョンデータからなっている。表示トラックには、曲の進
行と同期して表示すべきカラオケの歌詞に対応したコー
ド情報が記述されている。音声トラックには、曲の進行
と同期して音声データ領域からバックコーラス等の効果
音のADPCMデータを読み出すためのアドレス情報等
が記述されている。さらに、効果制御トラックには、エ
コー、リバーブ等の楽音に付与すべき効果を制御する制
御データが記述されている。
チであり、カラオケ装置本体の操作パネル(図示略)に
設けられ、例えば演奏の開始または中止を指示する操作
の他、ボリューム、テンポ、キーコントロールあるいは
後述する音声変換のためのピッチシフトおよび声質等の
設定操作がなされる。パネルスイッチ26は、こうした
指示操作や設定状態に対応した入力値あるいは設定値を
CPU21へ出力する。また、27はリモコン受信部で
あり、リモコン端末RMCから入力される曲コードや演
奏の開始または中止などの指示操作に対応した信号を受
信し、これを入力値としてCPU21へ出力する。さら
に、28はLCD(Liquid Crystal Display)等で構成さ
れた表示パネルであり、リクエスト中の曲コードや各種
設定状態等のメッセージを表示する。
り供給される楽音制御データ(楽曲データに含まれ
る。)に対応した楽音信号を合成しこれを効果用DSP
(DigitalSignal Processor)30へ出力する。31は音
声デコーダであり、CPU21により供給されるADP
CMデータ(楽曲データに含まれるバックコーラス等の
音声データ)に対応した音声信号を生成しこれを効果用
DSP30へ出力する。
ンプ33によって増幅されA/D変換器34を介しディ
ジタル信号に変換されたマイクMからの入力音声に対し
て所定の音声変換処理を施す。この変換後の音声信号
は、効果用DSP30および採点機35へ各々供給され
る。なお、音声変換部32の詳細については後述する。
給される効果制御データ(楽曲データに含まれる。)に
基づき、音源29から供給される楽音信号、音声デコー
ダ31から供給されるバックコーラス等の音声信号、お
よび音声変換部32によって変換処理を施されたマイク
入力に対し、エコー、リバーブ、ディレイ等の各種効果
を付与する。こうして効果付与された楽音は、D/A変
換器37によってアナログ信号に変換された後、サウン
ドシステム36に送られ、スピーカより放音される。
けるマイク入力の分析結果(後述する)に基づき歌唱者
の歌唱力を評価し、その採点結果を数値データとして出
力する。
9の表示制御を行う。この表示制御部38は、カラオケ
の演奏中、動画CD等の映像記憶装置40から供給され
るカラオケの背景映像を表示するための映像データに、
ROM22から読み出される歌詞のフォントデータをス
ーパーインポーズし、その合成画像をモニタ39に表示
させる。また、表示制御部38は、カラオケの演奏終了
後、採点機35の採点結果をモニタ39に表示させる。
は、音声変換部32の構成を示すブロック図である。同
図において、321は、マイクMからの入力音声を分析
する音声分析部である。この音声分析部321は、入力
音声のピッチ抽出およびフォルマント分析を行い、歌唱
者の性別判定と声質パラメータの抽出を行う。
ピッチが第1のしきい値PH以上であれば歌唱者が女性
であると判定し、第2のしきい値PL(PL<PH)以
下であれば歌唱者が男性であると判定する。また、入力
音声のピッチがPL以上PH以下のボーダ領域にある場
合には、ピッチのみでは判定できないことから、入力音
声のフォルマントを基に判定を行う。例えば、女性の声
は、第1フォルマントと第2フォルマントの間隔が男性
の声より広いという傾向があることから、当該間隔に基
づいて性別を判定する。また、低音の女性の声は、高音
域においてノイズ成分が少ないという特性を有すること
から、一定の場合、高音域におけるノイズ成分の量に基
づいて性別を判定する。
波数軸上における包絡形状の特徴を示すパラメータをい
い、具体的には、第1フォルマントおよび第2フォルマ
ントの位置(周波数軸上の位置)と大きさ(レベル)が
含むものである。特に、第2フォルマントの位置と大き
さは入力音声の特徴に大きく関わるため、重要な声質パ
ラメータとなる。
21は、入力音声の音量をも抽出し、該音量と前述のピ
ッチ抽出結果(すなわち音程)を採点機35へ出力す
る。採点機35は、入力音声の音量および音程と楽曲デ
ータとに基づき、歌唱力を採点する。
ーティストの性別を判定する性別判定部である。この性
別判定部322は、歌手コードと性別との対応関係を示
す性別判定テーブルを保持しており、楽曲データのヘッ
ダから読み取った歌手コードをキーとして当該テーブル
を参照しその性別を取得する。
ータを生成するパラメータ生成部である。このパラメー
タ生成部323は、まず音声変換部321と性別判定部
322双方の性別判定結果を比較し、この比較結果に基
づき性別変換モードを指定するパラメータを生成する。
すなわち、音声変換部321の性別判定結果が「男」、
性別判定部322の性別判定結果が「女」である場合、
男から女への変換モードを指定し、逆の場合、女から男
への変換モードを指定する。また、両者の性別判定結果
が一致した場合、性別変換を行う必要がないことから無
変換モードを指定する。
の声質に応じて適切な音声変換を施すべく、音声変換部
321によって抽出された声質パラメータに基づき声質
補正パラメータを生成する。すなわち、入力音声の声質
によっては、男女変換(いわゆるオクターブシフト)を
行うと、変換後の音声が不自然になる場合がある(ロボ
ット声等と呼ばれるもの)。そこで、パラメータ生成部
323は、標準的あるいは典型的な男女の声の声質パラ
メータを記憶しており、音声変換にあたって、入力音声
から抽出した声質パラメータを当該記憶している声質パ
ラメータに近づけるような補正をすべく、声質補正パラ
メータを生成する。なお、声質補正の具体的な態様につ
いては、後述する。
パラメータ生成部323から供給されるパラメータに基
づき入力音声に対して変換処理を施す。このボイスチェ
ンジ部324は、図4に示すように、ピッチシフト部3
241とフォルマントシフト部3242からなってい
る。
法と呼ばれるピッチ変換手法によって入力音声をピッチ
シフトさせる。このレント法とは、入力音声信号の繰り
返し波形に着目し、その繰り返し波形をハニングウィン
ドウと呼ばれる繰り返し波形に対応した周期の切り出し
窓によって切り出し、これをさらに切り出し時とは異な
る周期で再合成するものである。すなわち、レント法に
おいては、再合成の周期を伸長または短縮することによ
り入力音声のフォルマントをある程度保存しつつピッチ
変換することが可能である。
周期を切り出し時の2分の1に短縮することによりピッ
チが2倍となり、これによって音程が1オクターブ上が
る。一方、女から男への変換では、再合成の周期を切り
出し時の2倍に伸長することによりピッチが2分の1と
なり、これによって音程が1オクターブ下がる。
入力音声のフォルマントに対応する周波数成分を入力サ
ンプルクロックとは異なる読み出しサンプルクロックで
読み出すことによりフォルマントをシフトさせる。ま
た、ピッチシフト部3241およびフォルマントシフト
部3242の各々のシフト量は、いずれもパラメータ生
成部323から供給されるパラメータによって制御され
る。
スイッチ24からの手動入力に応じて手動モードによる
音声変換を行うことも可能である。この場合、ピッチシ
フト量とフォルマントシフト量は手動で指定される。
を説明する。ただし、楽曲データは、既にホストコンピ
ュータ1からカラオケ端末2へ配信されており、ハード
ディスク24に格納されているものとする。
モコン端末RMCより曲コードが入力されると、この曲
コードを示す光信号が発信され、これがリモコン受信部
27によって受信される。これによりCPU21は指定
された曲コードを識別し、この曲コードに対応する楽曲
データをハードディスク24から読み出し、再生を開始
する。
み出される楽音制御情報(イベントデータに含まれる)
がデュレーションデータによって指定されたタイミング
で音源29に供給され、これによってカラオケの演奏が
行われる。一方、楽曲データのヘッダで指定されたジャ
ンルコードに対応する背景映像が映像記憶装置40より
再生される。これにより、その曲の音楽ジャンルや季節
等に合った背景映像が選択される。また、再生された背
景映像には、楽曲データの表示トラックから読み出され
る歌詞コードに対応するフォント画像がスーパーインポ
ーズされ、モニタ39に表示される。
唱音声は、効果用DSP30において、音源29から出
力されるカラオケの楽音および音声デコーダ31から出
力されるバックコーラス音とともにエコー、リバーブ等
の各種効果が付与された後、サウンドシステム36へ送
られ、スピーカより放音される。
スイッチ26より自動による音声変換モードを指示した
場合の動作を説明する。以下、女性ボーカルの楽曲を男
性が歌唱する場合を例として説明する。この場合、楽曲
データのヘッダで指定された歌手コードが性別判定部3
22によって読み取られ、性別判定テーブルの参照によ
って当該曲が女性ボーカルの楽曲であると判定される。
この判定結果は、パラメータ生成部323へ供給され
る。
声分析部321によって分析され、その音程が第1およ
び第2のしきい値PH,PLと比較される。ここで、入
力音声が男性に典型的な低音の音声であれば、その音程
は第2のしきい値PLより低くなるので男性であると判
定される。また、入力音声の音程が男性としては高く、
第1のしきい値PHより低いものの第2のしきい値PL
を超えるような場合には、音程のみでは性別判定ができ
ない。そこで、この場合の判定基準としてフォルマント
分析の結果も考慮される。すなわち、男性の場合、検出
される第1フォルマントと第2フォルマントの間隔が狭
いことから、その間隔が所定のしきい値より小さければ
男性であると判定される。また、上記フォルマントの間
隔によっても判定が困難な場合には、さらに高音域にお
けるノイズ成分の量を調べ、多い場合には男性であると
判定される。こうして得られる判定結果は、フォルマン
ト分析によって得られる声質パラメータとともにパラメ
ータ生成部323へ供給される。
は、性別判定部322と音声分析部321双方の性別判
定結果が比較され、この比較結果から女性ボーカルの楽
曲が男性によって歌唱されていることが認識される。こ
れにより、ボイスチェンジ部324に対し、男から女へ
の性別変換モードが指定される。
は、歌唱者の声質に対応した音声変換を行うべく、音声
分析部321から供給される声質パラメータに基づき、
変換後の音声のフォルマントを補正する声質補正パラメ
ータが生成され、これがボイスチェンジ部324へ出力
される。ボイスチェンジ部324は、男声から女声への
ピッチ変換を行うべく、ピッチシフト部3241におい
て入力音声のピッチを1オクターブ高音側にシフトさせ
た後、フォルマントシフト部3242においてパラメー
タ生成部323から供給される声質補正パラメータに応
じてフォルマントの位置をシフトさせる。
は、以下の態様で声質補正を行う。すなわち、一般に男
声より女声の方が第1および第2フォルマントの間隔が
広いため、男声から女声への変換を行う場合、第2フォ
ルマントを高域側にシフトさせて上記フォルマントの間
隔を広げる必要がある。このとき、入力音声の第1およ
び第2フォルマントの間隔が元々広い男声を女声に変換
する場合には、第2フォルマントの高域側へのシフト量
を少なくする。一方、入力音声の第1および第2フォル
マントの間隔が元々狭い男声を女声に変換する場合に
は、第2フォルマントの高域側へのシフト量を大きくす
る。
が男性から女性に変更された場合、性別判定部322と
音声分析部321双方の判定結果が一致することから、
パラメータ生成部323よりボイスチェンジ部324に
対し性別変換の停止が指示される。これにより、ボイス
チェンジ部324は、入力音声に対して何も処理を施さ
ずに出力する。
る場合においては、上記と逆に女声から男声への音声変
換が行われる。この場合、音程については高音側へオク
ターブシフトされる。また、声質補正については、上述
した男声から女声への変換とは逆の観点で、第2フォル
マントのシフト(この場合、低域側へのシフト)が行わ
れる。
は、この発明の第2実施形態による音声変換部32′の
構成を示すブロック図である。この図に示す音声変換部
32′が、図3に示す音声変換部32と異なる点は、性
別判定に基づいて音声変換の方向(男から女あるいは女
から男)を決定するのではなく、楽曲のメロディと入力
音声とを音程比較して上記音声変換の方向を決定すると
ころにある。したがって、音声変換部32′は、性別判
定部322を有さず、また、音声分析部321′が性別
判定をすることはない。
定に代えてピッチ検出によって得られる入力音声の音程
情報をパラメータ生成部323′へ出力する。パラメー
タ生成部323′には入力音声の音程情報と楽曲のメロ
ディ情報とが入力される。これによってパラメータ生成
部323′は、楽曲のメロディと入力音声とを音程比較
し、例えば以下の基準によって音声変換の方向を決定す
る。すなわち、入力音声とメロディとの音程のずれが半
オクターブ以内である場合、パラメータ生成部323′
は、ボイスチェンジ部324に対して音声変換を指示し
ない。また、入力音声の音程がメロディより半オクター
ブ以上高い場合、パラメータ生成部323′は、ボイス
チェンジ部324に対して女から男への音声変換を指示
する。一方、入力音声の音程がメロディより半オクター
ブ以上低い場合、パラメータ生成部323′は、ボイス
チェンジ部324に対して男から女への音声変換を指示
する。その他の構成および動作は、前述の第1実施形態
と同様である。
下のような種々の変形が可能である。 (1)第1実施形態においては、歌手コードと性別との
対応関係に基づいて楽曲の性別判定を行ったが、本発明
は、これに限らず、曲コードと性別との対応関係に基づ
いて性別判定を行ってもよい。あるいは、歌手コードを
曲コードから独立した情報として構成するのではなく、
曲コードの一部の桁を歌手コードに割り当て、この歌手
コードと性別との対応関係に基づいて性別判定を行って
もよい。また、これらに代えて性別コードを楽曲データ
のヘッダに含め、性別を直接指定してもよい。
男性パートと女性パートがあり、男性のみが歌う部分
と、女性のみが歌う部分と、男性と女性が同時に歌う部
分とがある。この場合、曲の途中で楽曲の性別が変わる
ため、第1実施形態のように歌手コードに基づく性別判
定では対応することができない。そこで、このような場
合、例えば楽曲データのボーカルの性別が切り替わるタ
イミングで性別コードを含ませておき、この性別コード
に基づいて性別判定部322がパートの性別を判定する
よう構成すれば対応可能である。一方、第2実施形態で
は、カラオケのメロディと歌唱音声との音程のずれに基
づいて男女変換モードを決定するので、上記のようなデ
ュエット曲にも対応可能である。
としてピッチシフトとフォルマントシフトを併用する構
成を採用したが、本発明は、このような形態に限らず、
構成の簡単化を図るためピッチシフトのみに対応した構
成を採用してもよい。ただし、この場合、実施形態のよ
うな声質補正は行われない。
ば、男女間の音声変換を行うな場合に、曲種と歌唱者の
性別に基づいて変換モードを自動的に切り換えることが
できる(請求項1ないし5)。
力音声の声質を考慮して適切な音声変換を行うことがで
きる。
ロック図である。
データフォーマット図である。
ブロック図である。
成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
PU、22…ROM、23…RAM、24…ハードディ
スク、25…通信コントローラ、26…パネルスイッ
チ、27…リモコン受信部、28…表示パネル、29…
音源、30…効果用DSP、31…音声デコーダ、32
…音声変換部、33…マイクアンプ、34…A/D変換
器、35…採点機、36…サウンドシステム、37…D
/A変換器、38…表示制御部、39…モニタ、40…
映像記憶装置、321,321′…音声分析部(音声分
析手段)、322…性別判定部(判別手段)、323,
323′…パラメータ生成部(変換方向指定手段)、3
24…ボイスチェンジ部(音声変換手段)、3241…
ピッチシフト部、3242…フォルマントシフト部。
Claims (5)
- 【請求項1】 歌唱者の入力音声を音高側へシフトする
男から女への音声変換と該入力音声を低音側へシフトす
る女から男への音声変換の二方向の音声変換を選択的に
行う音声変換手段と、 前記入力音声を分析して当該歌唱者の性別を判別する音
声分析手段と、 前記音声分析手段の判別結果と楽曲のボーカルの性別と
を比較し、この比較結果に基づき音声変換の方向を前記
音声変換手段に指定する変換方向指定手段とを具備する
ことを特徴とするカラオケ装置。 - 【請求項2】 カラオケの楽曲データに識別情報を含め
ておき、 この識別情報に基づき楽曲のボーカルの性別を判別する
判別手段を具備することを特徴とする請求項1に記載の
カラオケ装置。 - 【請求項3】 歌唱者の入力音声を音高側へシフトする
男から女への音声変換と該入力音声を低音側へシフトす
る女から男への音声変換の二方向の音声変換を選択的に
行う音声変換手段と、 前記入力音声を分析してその音高を検出する音声分析手
段と、 前記音声分析手段によって検出される音高と楽曲のメロ
ディの音高とを比較し、この比較結果に基づき音声変換
の方向を前記音声変換手段に指定する変換方向指定手段
とを具備することを特徴とするカラオケ装置。 - 【請求項4】 前記音声変換手段による音声変換は、音
高のシフトのみならず、フォルマントのシフトを伴うこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のカ
ラオケ装置。 - 【請求項5】 前記音声分析手段は、入力音声のフォル
マント特性をも分析するとともに、 前記音声変換手段は、前記音声分析手段の分析結果に応
じて入力音声のフォルマントをシフトさせることを特徴
とする請求項4記載のカラオケ装置。
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