(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号および楽音信号を入力する入力部と、
前記音声信号および前記楽音信号のそれぞれについて発音音量を設定する設定部と、
該入力された音声信号および楽音信号に対し、前記発音音量に従った合成比で合成処理を行う合成部と、
該入力された音声信号および楽音信号のうち少なくとも前記音声信号に対し、音響信号の音量レベルの変化幅を圧縮するコンプレス処理を施すコンプレッサ部と、
前記コンプレス処理および前記合成処理が施された音響信号を記録する記録部と、
前記入力部にて入力された後、前記合成部に入力される前且つ前記コンプレッサ部に入力される前において分岐された音声信号および楽音信号に基づいて、前記発音音量で音を発する発音部と
を有するカラオケ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生および録音の機能を有する音響制御装置、特にカラオケ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
楽曲とマイクから入力されたユーザの歌唱（ボーカル音）とをリアルタイムで合成してスピーカから出力するいわゆるカラオケ装置を有する店舗などにおいて、カラオケ装置で再生された伴奏音をバックに歌唱された音声を録音し、ユーザに提供するサービスが行われている。具体的には、マイクから入力された歌唱音声とカラオケ装置にて再生された伴奏音とを合成して音響信号を生成し、これをデジタルデータとして記憶媒体（コンパクトディスクなど）に書き込むというものである（特許文献１など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３６６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置では、録音処理にて用いられるパラメータ（録音最大レベルなど）が固定されている。そして、歌唱音や伴奏音の再生音量や室内の環境といった録音品質を左右する要素は録音の毎に異なるし、さらに一曲の録音中にも時々刻々異なる場合もある。すなわち、特許文献１の装置では、これらの変動する要素に応じて最適な録音処理のパラメータを設定することができない。また、音響の専門家でもない一般のユーザが、録音条件の違いを正確に把握して的確な録音パラメータを決定することは困難であり、何らかの方法でパラメータを決定したとしても、ユーザがカラオケ装置にパラメータを入力する作業は煩雑である。
【０００５】
本発明は、環境に応じた録音パラメータで録音すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一の態様において、音声信号および楽音信号を入力する入力部と、前記音声信号および前記楽音信号のそれぞれについて発音音量を設定する設定部と、該入力された音声信号および楽音信号に対し、前記発音音量に従った合成比で合成処理を行う合成部と、該入力された音声信号および楽音信号のうち少なくとも前記音声信号に対し、音響信号の音量レベルの変化幅を圧縮するコンプレス処理を施すコンプレッサ部と、前記コンプレス処理および前記合成処理が施された音響信号を記録する記録部と、前記入力部にて入力された後、前記合成部に入力される前且つ前記コンプレッサ部に入力される前において分岐された音声信号および楽音信号に基づいて、前記発音音量で音を発する発音部とを有するカラオケ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、環境に応じた録音処理が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】カラオケ装置１の機能構成を表す図である。
【図２】信号処理部１１の構成を表す図である。
【図３】信号処理部１１Ａの構成を表す図である。
【図４】信号処理部１１Ｂの構成を表す図である。
【図５】エフェクト処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施例１＞
図１は、発明の一実施例に係るカラオケ装置１の基本的な機能構成を表す図である。同図に示すように、カラオケ装置１は、音響入力部１０と、信号処理部１１と、楽曲データ格納部１２と、音響出力部１３と、操作部１４と、表示部１５と、リーダ／ライタ１６と、通信部１７と、制御部１８とから構成される。これら各部はバスを介して情報の授受を行うことができるようになっている。
【００１２】
音響入力部１０は、ユーザ（歌唱者）に把持されるコンデンサマイクなどの収音手段を有し、歌唱された音声および再生された楽音を入力し、信号処理部１１へ出力する。なお、楽音信号については、カラオケ装置１によって放音された楽音を収音するのではなく、楽曲データ格納部１２から読み出した楽曲データが入力されるようにしてもよい。信号処理部１１は、音声信号や伴奏音に係る音響信号の加工処理（各種エフェクト処理、合成処理）を行う。楽曲データ格納部１２は、ハードディスク等の記憶装置であって、楽曲データを格納する。楽曲データは、例えば所定の形式（ｍｐ３など）でエンコードされた楽音信号や、楽曲を構成する音の音高、音色、発音タイミング等の情報を含む情報（例えばＭＩＤＩ形式のデータ）である。なお、楽曲データ格納部１２は、楽曲データに加え、伴奏音の再生とともに表示される歌詞や臨場感を高めるための映像などに係る映像データを更に格納してもよい。音響出力部１３は、信号処理部１１から出力された音響信号に基づいて音響波を生成し放音する。この結果、カラオケ装置１では、歌唱された音声（ボーカル音）に各種音響効果が付与され、楽曲音とともに歌唱者および聴衆の耳に届くことになる。
【００１３】
操作部１４は、操作ツマミ、キーボード、タッチパネルなどの入力デバイスであって、有線または無線によって、ユーザがカラオケ装置１に対して各種の指令（再生する楽曲の指定や楽曲、音量などの発音条件に関するパラメータなど）を入力するために用いられる。表示部１５は、液晶ディスプレイなどの情報表示装置であって、操作部１４から入力された内容を確認するための画面や歌詞などを表示する。リーダ／ライタ１６は、外部記憶媒体（例えばＵＳＢメモリなどの半導体記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭなどの光学記憶媒体、その他の記憶媒体）に対してデータを書き込み、外部記憶媒体からデータを読み出す。信号処理部１１にて信号処理が施された歌唱音声は、リーダ／ライタ１６にて音響信号として所定のデータ形式で記憶媒体に書き込まれることにより、歌唱音と伴奏音が重ね合わされた音の録音が実現される。
通信部１７は、外部装置と有線または無線にて情報の授受を行うための通信インタフェースである。例えば、通信部１７を介して楽曲データをサーバから受信して楽曲データ格納部１２に格納してもよい。あるいは、通信部１７を介し、録音されたデータをユーザのＰＣやサーバ装置に送信してもよい。制御部１８は、ＣＰＵなどのプロセッサと、プロセッサがワークエリアとして使用するＲＡＭ、ＲＯＭなどのメモリとを含み、上述したカラオケ装置１の各構成部を制御する。
続いて信号処理部１１について詳細に説明する。
【００１４】
図２は、信号処理部１１を中心とした信号処理の構成を表す図である。この例では、音響入力部１０は、歌唱された音声を収音して音声信号を出力するマイク１００Ａと、再生された楽音を収音して楽音信号を出力するマイク１００Ｂとの２つの入力系統を有するものとする。歌唱中、マイク１００Ａおよびマイク１００Ｂからは逐次音声信号および楽音信号が入力されることになる。入力された信号は逐次信号処理部１１に供給され信号処理の対象とされる。
【００１５】
信号処理部１１は、前処理部１０１と合成比決定部１０２Ａおよび１０２Ｂ、コンプレッサ１０３Ａおよび１０３Ｂ、ミキサ１０４、ゲインコントローラ１０５、エンコーダ１０６を含む。前処理部１０１は、Ａ／Ｄコンバータおよび信号処理回路（ＤＳＰ）を有し、入力音声信号および入力楽音信号のそれぞれに対して、アナログ信号をデジタル信号に変換して、エフェクト処理やトーンコントロール（音程補正など）等の信号処理を施し、それぞれ合成比決定部１０２Ａおよび１０２Ｂに出力する。なお、楽音信号についてのエフェクト処理などの信号処理が不要な場合、前処理部１０１は音声信号に対してのみ信号処理を施し、楽音信号はそのまま合成比決定部１０２Ｂに出力するようにしてもよい。
【００１６】
合成比決定部１０２Ａおよび１０２Ｂは、それぞれ音響信号の音量レベルを変更する回路である。具体的には、ボリューム変更部１１１から供給される信号Ｃｖ１およびＣｖ２に基づいて、音声信号と楽音信号のそれぞれについてミキサ１０４に入力される信号のレベルを決定し、決定された値となるように入力音響信号に対して増幅または減少の処理を施す。すなわち、合成比決定部１０２Ａおよび１０２Ｂによって、音声信号と楽音信号の合成比が決定されることになる。合成比決定部１０２Ａおよび１０２Ｂから出力された音響信号は、それぞれ信号処理回路を有するコンプレッサ１０３Ａおよび１０３Ｂに供給されるとともに、発音処理部１１０にも供給される。
【００１７】
発音処理部１１０は、Ｄ／Ａコンバータおよびパワーアンプなど信号処理回路を有し、供給された音声信号および楽音信号をそれぞれアナログ信号に変換して増幅し、必要に応じて所定のチャネル振り分け処理などを行い、音響出力部１３を構成するスピーカ１１２Ａ（Ｌチャネル）および１１２Ｂ（Ｒチャネル）に供給する。この際、放音される音量に関係する、音声信号および楽音信号をそれぞれについて適用すべき増幅率（Ｃｖ１、Ｃｖ２）は、ボリューム変更部１１１から供給される発音音量情報に基づいて決定される。
【００１８】
ボリューム変更部１１１は、操作部１４の構成要素に含まれるものであって、例えばカラオケ装置１の前面部にツマミなどの操作子として設けられる。ユーザは、楽曲再生開始前または楽曲再生中に、この操作子を操作することで、歌唱音と伴奏音のそれぞれについて所望の発音音量を指定する。ボリューム変更部１１１から入力あされた情報を発音処理部１１０へ供給され、その入力情報に基づいて発音処理部１１０で発音音量が決定される。
このように、カラオケ装置１においては、ユーザは、逐次、自己の好み等に応じて歌唱音（ボーカル）と楽音（伴奏）のそれぞれについて独立に発音音量の設定・変更ができるようになっている。
【００１９】
コンプレッサ１０３Ａおよび１０３Ｂでは、それぞれ入力された信号に対してコンプレス処理が行われる。コンプレス処理とは、音響信号の音量レベルの変化幅を圧縮する処理である。この処理により、音圧レベルのばらつきが平均化される。具体的には、制御部１８から供給される録音レベル最大値に基づいて圧縮比を計算し、この圧縮比に従ってコンプレス処理を実行する。各コンプレッサにて処理が施された信号はミキサ１０４に出力される。なお、入力された楽音信号に対しコンプレス処理が不要な場合（例えば予め音圧レベルの調整がされた楽曲データの信号がそのまま入力される場合）は、コンプレッサ１０３Ｂの設置を省略し、合成比決定部１０２Ｂからの信号をそのままミキサ１０４へ供給してもよい。
【００２０】
ミキサ１０４は、コンプレッサ１０３Ａよび１０３Ｂから供給された信号を合成し、ゲインコントローラ１０５へ供給する。この結果、音声信号と楽音信号は合成比決定部１０２Ａおよび１０２Ｂの処理結果に従って合成されることになる。
【００２１】
ゲインコントローラ１０５は、ミキサ１０４から供給された信号のゲインを変更する信号処理回路（オートゲインコントローラ；ＡＧＣ）である。具体的には、供給される信号のレベルが録音レベルのダイナミックレンジに対して過大である場合は減少させ、過小である場合は増幅する。この録音レベルのダイナミックレンジは、制御部１８にて所定の方法で決定されてもよいし、予めメモリに記録されていてもよい。また、制御部１８は、録音レベルのダイナミックレンジに基づいて、上述した録音レベル最大値を決定する。すなわち、ゲインコントローラのパラメータに連動してコンプレッサのパラメータが決定されるようになっている。
【００２２】
ゲインコントローラ１０５から出力された音響信号は、エンコーダ１０６へ供給される。エンコーダ１０６は、供給された信号に対し、所定の形式（例えばｍｐ３やｗｍｖなど）でエンコードする回路である。エンコードされたデータは、リーダ／ライタ１６へ供給される。
【００２３】
上述の通り、カラオケ装置１において録音処理を行う際、歌唱中に逐次入力された音声信号および楽音信号のうち少なくとも音声信号に対してコンプレス処理が施される。コンプレス処理後の音響信号は、歌唱音声の音圧レベルのばらつきが平滑化される。また、信号のレベルは必ず録音レベル最大値以下となるように加工されるため、音割れ（クリップ）が発生する虞がない。すなわち、音声信号および楽音信号が適切な録音レベルに加工されて記録される。更に、信号処理部１１においては、入力された音声信号および楽音信号を、録音処理系（マイク１００−前処理部１０１−合成比決定部１０２−コンプレッサ１０３−ミキサ１０４−ゲインコントローラ１０５−エンコーダ１０６）においてコンプレス処理の前段で且つ合成処理の前段で発音処理系（マイク１００−前処理部１０１−合成比決定部１０２−発音処理部１１０−スピーカ１１２）に分岐させ、歌唱音および楽音の各々について発音音量に関係するパラメータをユーザが設定すると、該設定されたパラメータが録音処理系における歌唱音と楽音との合成処理に用いられる合成比に反映されるようにしている。これにより、別途録音処理に係るパラメータをユーザに入力させるといった必要なく、歌唱と伴奏のミックスバランスについてのユーザの好みが録音処理に反映される。また、録音処理は、楽音の再生と同時進行で実行されるから、歌唱終了後に迅速に録音データをユーザに提供することができる。すなわち、合成後の音声信号と楽音信号に対してコンプレス処理を施すことになる。
【００２４】
＜実施例２＞
上記の信号処理部１１は本発明に係る信号処理の一例に過ぎない。信号処理部１１に替えて、例えば図３に示す信号処理部１１Ａを用いてもよい。図３では、録音処理系の構成において、ミキサ１０４の後段にコンプレッサ１０３を配置し、コンプレッサ１０３において、合成処理後の音高信号に対してコンプレス処理を行うようにしている。この場合であっても、入力された音声信号および楽音信号を、コンプレッサの前段で録音処理系から発音処理系に分岐させるという点は上記実施例と同一である。
【００２５】
＜実施例３＞
また、録音に適した音響信号を得るための一例としてコンプレス処理を実行する場合について説明したが、例えば、録音データとして記録する前に、コンプレス処理に加えて他の信号処理（各種エフェクト処理など）を実行してもよい。あるいは、録音処理のタイミングとしては、楽曲の再生（＝歌唱中）と同時進行で録音を実行するのでなく、歌唱が終了してから例えばユーザの指示を待って録音処理を開始するようにしてもよい。以下に具体例を示す。
【００２６】
図４は、信号処理部１１の他の例である１１Ｂを示したものである。信号処理部１１Ｂは、発音処理系（マイク１００−前処理部１０１−合成比決定部１０２−発音処理部１１０−スピーカ１１２）については、信号処理部１１の構成と同様である。すなわち、信号処理部１１Ｂにおいても、信号処理部１１Ａと同様に逐次入力される音声信号および楽音信号がスピーカから放音されることになる。
一方、録音処理系については、録音用メモリ２１０とエフェクト制御部２００とエフェクタ２２０とから大別構成される。エフェクタ２２０は、さらにノーマライザ２２１、コンプレッサ２２２、ミキサ２２３を含み、エフェクト制御部２００の制御の下、エフェクト処理を実行する。録音用メモリ２１０は、例えば半導体メモリであって、１０２Ａおよび１０３Ａから逐次入力される音声信号および楽音信号をそれぞれ別トラックとして録音用メモリ２１０に記憶される。加えて、ボリューム変更部１１１から供給される発音音量情報を記憶する。歌唱中にボリューム変更部１１１が操作されて音声または楽音に係る発音音量情報が変更された場合は、その変更の毎に変更後の発音音量の情報が録音用メモリ２１０に供給され、その発音音量情報は変更があった箇所（楽曲中の再生位置（時刻））に対応付けて記憶される。楽曲再生が終了すると、エフェクト制御部２００は、自動的にまたはユーザからの指示を受信したことを契機として、録音用メモリ２１０に蓄積された音響信号に基づいて録音処理を開始する。
【００２７】
図５は、録音処理の詳細な内容を表す図である。まず、エフェクト制御部２００は、録音用メモリ２１０から音声信号および楽音信号を読み出す。音声信号については、まず、ノーマライザ２２１に入力してノーマライズ処理を施す（Ｓ１Ａ）。ノーマライズ処理とは、信号のピークレベルが予め定められた録音レベルを超えない限度において信号を増幅する処理である。これにより、音響信号のピークレベルは録音信号として許容できる最大の値に合致することになる。続いて、エフェクト制御部２００は、ノーマライズされた信号コンプレッサに入力し、前述したコンプレス処理を施す（Ｓ２Ａ）。これにより、信号全体の音圧レベルが平均化される。ただし、この結果としてピークレベルが減少することになるので、エフェクト制御部２００は、コンプレス処理された信号を再度、ノーマライザに入力してノーマライズ処理を施す（Ｓ３Ａ）。こうして音圧のばらつきを補正しつつ録音レベルを超えない範囲においてレベルができるだけ最大となるように信号処理を順次施していくのである。また、上記Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ａの処理の後、更に、ノーマライズ処理とコンプレス処理をセットで任意の回数実行してもよい。こうして最適化された音声信号はミキサ２２３に供給される。
【００２８】
一方、楽音信号については、まず上述したノーマライズ処理が実行される（Ｓ１Ｂ）。この後、更にコンプレス処理（Ｓ２Ｂ）とノーマライズ処理（Ｓ３Ｂ）とをセットで実行してもよい。楽音信号については、歌唱と違って音圧のバラつきが実質的に存在しない場合が考えられ、このような場合は一度のノーマライズ処理で十分である。ノーマライズ処理等がされた楽音信号はミキサ２２３に供給される。
【００２９】
ミキサ２２３は、供給された音声信号および楽音信号を合成する（Ｓ４）。具体的には、制御部２００は発音音量情報とその発音音量情報の設定された時刻とを録音用メモリから読み出し、発音音量情報から合成比を決定し時刻とともに２２３に供給する。ミキサ２２３は、合成対象の音声信号の位置（時刻）における合成比に基づいて、合成処理を実行する。この結果、曲中に発音音量の変化があったとしても、合成される信号に反映される。合成された信号はエンコーダ１０６に供給されてエンコードが行われ（Ｓ５）、外部記憶媒体に書き込まれる。
【００３０】
＜その他の実施例＞
以上の信号処理の例において、発音音量情報に基づいて合成比を決定する具体的な方法としては、例えば発音音量の比をそのまま合成比として設定することができる。例えば、ボリューム変更部１１１にて再生音のボリューム比が歌唱：伴奏＝６：４と設定されている場合、合成比決定部１０２において、録音処理に係る合成比の信号レベルについて音声信号：楽音信号＝６：４と設定するのである。あるいは、発音音量の比に所定の係数を掛けるなどして合成比を算出してもよい。これは、カラオケ装置で歌唱および伴奏を聴いた場合とカラオケ装置の設置場所とは別の場所で記憶媒体を再生した場合とでは、ユーザが最適と感じる合成比が異なることもありうることを考慮したものである。この観点から、所定の係数は、例えばカラオケ装置の設置環境や音響信号に含まれるノイズレベルに基づいて設定することが好ましい。
【００３１】
最適な発音音量情報または合成比はユーザによっても異なりうるし、楽曲によっても異なりうる。この観点から、発音音量情報または合成比を対応付けてユーザの所有する記憶媒体に格納しておき、楽音の再生に先立ちリーダ／ライタ１６にてこの記憶媒体から発音音量情報（または再生位置ごとの合成比）を読み出し、ボリューム変更部１１１に設定するようにしてもよい。あるいは、カラオケ装置１のメモリにユーザＩＤと発音音量情報とを対応付けて記憶しておくとともに、制御部１８は外部記憶媒体から読み出すなどして取得した歌唱者のユーザＩＤに基づいて、その歌唱者についての発音音量情報を取得・設定してもよい。こうすれば、発音音量についてもユーザが設定する必要はなくなる。あるいは、ボリューム変更部で設定される発音音量は、ユーザの操作がなければ、カラオケ装置１の設置環境やノイズレベルなどの情報に基づいて制御部１８が決定してもよい。
【００３２】
上記の発音音量および合成比というのは、それぞれ発音処理および録音処理に用いられるパラメータの一例である。本発明においては、発音処理に使用されるパラメータを録音処理に使用するパラメータに反映される構成であればよく、上述した信号処理部の構成は発音音量および合成比以外のパラメータに対して適用することも可能である。また、入出力され録音対象となる音響信号は、一つの音声信号と一つの楽音信号の２系統入力に限らず、３系統以上の入力信号であってもよい。この場合であっても、上記実施例と同様、各信号についての発音処理系における出力バランスを録音処理系における合成バランスに反映させる。
【００３３】
上記実施例では、合成された音響信号を外部記憶媒体に記録することによって録音データをユーザに提供したが、例えば合成処理された音響信号を例えばカラオケ装置１内のメモリに格納し、必要に応じて通信部１７を介してユーザのコンピュータ端末やサーバ装置に送信することによって、録音データをユーザに提供してもよい。
また、上述したカラオケ装置１は、本発明に係る信号処理の一つの実装例にすぎない。上述した本発明に係る発音処理系と録音処理系の協働関係を実現する信号処理回路を有する再生・録音装置であれば、いわゆるカラオケ機能を有していない装置に対しても本発明を適用することができる。すなわち、このような再生・録音装置においては、入力される音響信号は歌唱音と伴奏音である必要はない。例えば、複数人で合奏する場合において第１パートの演奏音と第２パートの演奏音とを本発明の信号処理回路へ入力させれば、当該合奏が所定の音量（バランス）で放音されるとともにその放音された音量（バランス）が反映された録音データが生成される。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・カラオケ装置、１０・・・音響入力部、１１、１１Ａ、１１Ｂ・・・信号処理部、１２・・・楽音データ格納部、１３・・・音響出力部、１４・・・操作部、１５・・・表示部、１６・・・リーダ／ライタ、１７・・・通信部、１８・・・制御部、１００Ａ、１００Ｂ・・・マイク、１０１・・・前処理部、１０２Ａ、１０２Ｂ・・・合成比決定部、１０３Ａ、１０３Ｂ・・・コンプレッサ、１０４・・・ミキサ、１０５・・・ゲインコントローラ、１０６・・・エンコーダ、１１１・・・ボリューム変更部、１１２Ａ、１１２Ｂ・・・スピーカ、２００・・・エフェクト制御部、２１０・・・録音用メモリ、２２０・・・エフェクタ、２２１・・・ノーマライザ、２２２・・・コンプレッサ、２２３・・・ミキサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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