(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
演奏手段と、マイクロホンと、ピッチ抽出手段と、楽曲音階特定手段と、至近ピッチ特定手段と、ピッチ変換手段を備えたカラオケ装置であって、
演奏手段は、楽曲ごとの音楽生成データに基づいてカラオケ伴奏音楽を出力し、
マイクロホンは、カラオケ伴奏音楽に合わせて歌唱する人の歌声信号を出力し、
ピッチ抽出手段は、マイクロホンからの歌声信号のピッチを逐次検出し、
楽曲音階特定手段は、演奏手段が演奏する楽曲の音楽生成データに基づいて、当該楽曲の音階上の各ピッチを表す楽曲音階上ピッチ情報を出力し、
至近ピッチ特定手段は、ピッチ抽出手段が逐次出力する歌声ピッチと、楽曲音階特定手段が出力する楽曲音階上ピッチ情報を比較し、歌声ピッチに至近の音階上ピッチを選出し、
ピッチ変換手段は、至近ピッチ特定手段が選出した至近ピッチになるようにマイクロホンからの歌声信号を周波数変換する
カラオケ装置。
【請求項２】
ピッチ変換手段は、歌声ピッチと至近ピッチの差が基準以下である場合には歌声信号の周波数変換を行わない
請求項１に記載のカラオケ装置。
【請求項３】
楽曲音階特定手段は、演奏中のカラオケ伴奏音楽の移調・転調にあわせて楽曲音階上ピッチ情報を変化させる
請求項１または２に記載のカラオケ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はピッチシフター付きカラオケ装置に関し、具体的には、歌唱者の歌声ピッチをカラオケ楽曲の音階のピッチに一致させるように補正するピッチシフター付きカラオケ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロホンから入力した音声信号のピッチを変化させて音響出力するピッチシフターと呼ばれる技術が知られている。カラオケ装置において実用化されている代表的なピッチシフターには、マイクロホンから入力されたカラオケ歌唱者の歌唱信号から抽出した歌声ピッチを自動的に３度低くしたり５度上げたりした音声信号を生成し、元の歌唱信号に混合して出力することによって同じ声質によるコーラスと同じような効果を生み出すものや、歌唱信号のピッチをわずかにずらした音声信号を生成し、元の歌唱信号に混合して音声に拡がりをもたせるものなどが知られている。（特開平１１−３０９０号公報、特開平１１−１２６０８３号公報参照）
また特許第３１７９４６８号公報には、歌唱者の音声をカラオケ伴奏音楽の主旋律データと倍音関係にあり、かつ歌唱者の音声と同じオクターブ域に収まる主旋律になるように、歌唱者の音声を補正するピッチシフターが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
カラオケ装置におけるピッチシフターは、歌声ピッチの周波数を自在に変換できることから、伴奏音楽の主旋律から歌声を主旋律に合わせる、いわゆる音痴補正にも利用されている。しかしながら、どんなに歌声ピッチが外れていても無理矢理主旋律に合うように補正していたのでは、歌唱者自身の音声と周波数変換後の音声とがかけ離れ、歌唱者にとっては自分の歌声ピッチがどのくらい楽曲とかけ離れているのを認識できず、音痴を克服するための意欲が湧かない。聞き手にとっても違和感が大きい。かといって、ピッチが外れた歌を聴かされるのも苦痛である。
【０００４】
そこで本発明は、歌唱者の音痴克服を補助するとともに、聞き手にとっても苦痛にならない程度に歌声ピッチを補正できるピッチシフター付きカラオケ装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るカラオケ装置は、つぎの事項（１）〜（７）により特定され、楽曲の音階に基づいて歌声をピッチシフトするものである。
（１）演奏手段と、マイクロホンと、ピッチ抽出手段と、楽曲音階特定手段と、至近ピッチ特定手段と、ピッチ変換手段を備えたカラオケ装置であること
（２）演奏手段は、楽曲ごとの音楽生成データに基づいてカラオケ伴奏音楽を出力すること
（３）マイクロホンは、カラオケ伴奏音楽に合わせて歌唱する人の歌声信号を出力すること
（４）ピッチ抽出手段は、マイクロホンからの歌声信号のピッチを逐次検出すること
（５）楽曲音階特定手段は、演奏手段が演奏する楽曲の音楽生成データに基づいて、当該楽曲の音階上の各ピッチを表す楽曲音階上ピッチ情報を出力すること
（６）至近ピッチ特定手段は、ピッチ抽出手段が逐次出力する歌声ピッチと、楽曲音階特定手段が出力する楽曲音階上ピッチ情報を比較し、歌声ピッチに至近の音階上ピッチを選出すること
（７）ピッチ変換手段は、至近ピッチ特定手段が選出した至近ピッチになるようにマイクロホンからの歌声信号を周波数変換すること
【０００６】
上記のカラオケ装置において、ピッチ変換手段は、歌声ピッチと至近ピッチの差が基準以下である場合には歌声信号の周波数変換を行わない構成としたり、また楽曲音階特定手段は、演奏中のカラオケ伴奏音楽の移調・転調にあわせて楽曲音階上ピッチ情報を変化させる構成とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＝＝＝カラオケ装置の構成と動作＝＝＝
図１は本発明の実施例におけるカラオケ装置の機能ブロック図を示している。このカラオケ装置１の基本構成は周知の通信カラオケシステム用の演奏端末と同様である。ハードディスク装置１２には楽曲番号（楽曲ＩＤ）によって識別される多数のカラオケ楽曲について、ＭＩＤＩ形式で記述された音楽生成データと歌詞画像の生成起源となる歌詞描出データとが格納されている。このカラオケ装置１を統括制御している中央制御部１１は内部にＣＰＵ・ＲＡＭ・ＲＯＭを内蔵したコンピュータ本体であり、利用者がリモコン送信器１３や操作パネル１５に入力した楽曲ＩＤを操作制御部１６を介して受け取り、その楽曲ＩＤを演奏処理の待ち行列で管理し、待ち行列中の楽曲ＩＤを順次ピックアップしていく。そして、ピックアップした楽曲ＩＤに対応する音楽生成データをシンセサイザ１７に転送してカラオケ伴奏音楽を生成させる。カラオケ伴奏音楽は、マイクロホン１９に入力された利用者の歌唱音声とともにミキシングアンプ１８に入力され、ここでカラオケ伴奏音楽と歌唱音声とが混合されてその混合信号がスピーカ２０より音響出力される。
【００１１】
また中央制御部１１は、音楽生成データの処理に並行して歌詞描出データを処理し、歌詞画像をビデオＲＡＭ２２に順次ビットマップ展開する。映像制御部２３は、このビットマップ画像を映像信号に変換してディスプレイ２４に表示する。それによって、伴奏音楽と歌詞画像が同期して音響映像出力される。
【００１２】
さらにカラオケ装置１は、歌唱音声の周波数（歌声ピッチ）を適宜に周波数変換する歌声補正機能を備えている。ピッチシフター３０は、その歌声補正機能に係わる処理を実行するための専用のハードウエアであり、マイクロホン１９から入力された音声信号をサンプリングしてデジタル処理し、そのデジタル処理後の音声データをアナログ音声信号に変換してミキシングアンプ１８に供給する。なおミキシングアンプ１８は、歌唱者の音声信号をマイクロホン１９から直接入力する経路と、ピッチシフター３０経由で入力する経路とを有し、歌声補正機能の起動時には、中央制御部１１の制御の下、ピッチシフター３０経由の経路からの音声信号を伴奏音楽に混合してスピーカ２０より音響出力する。以下、ピッチシフター３０の構成や動作によって、本実施例における歌声補正機能を説明する。
【００１３】
＝＝＝歌声補正機能＝＝＝
本実施例の歌声補正機能によれば、歌声ピッチを伴奏音楽の音階上のピッチとなるように補正する。そのためには、伴奏音楽の音階を特定することが必要であり、本実施例では、音楽生成データに自身の楽曲の音階を示すデータ（楽曲音階情報）が付帯している。ピッチシフター３０は、この楽曲音階情報に基づいて音階の各ピッチを特定し、歌声ピッチをその音階上のピッチに合わせる処理を実行する。
【００１４】
図２は本実施例のピッチシフター３０の機能ブロック図を示している。中央制御部１１はカラオケ楽曲の演奏処理に際し、利用者入力による歌声補正機能の起動指示を受け取ると、該当の音楽生成データを順次シンセサイザ１７に転送するとともに、その音楽生成データに付帯する音階特定情報をピッチシフター３０に転送する。また、マイクロホン１９から出力される音声信号をピッチシフター３０経由の経路に切り替える。
【００１５】
ピッチシフター３０では、Ａ／Ｄコンバータ３１がマイクロホン１９より入力される音声信号をリアルタイムでサンプリングしてデジタル音声データに変換する。歌声ピッチ抽出部３２はその音声データから歌声ピッチ（周波数や階名など）を逐次抽出していく。楽曲音階取得部３４は、通信インタフェース３３を介して中央制御部１１より楽曲音階情報を受け取るとともに、取得した楽曲音階上の各ピッチを規定しその各ピッチに関する情報（周波数や階名など）を至近ピッチ特定部３５に与える。至近ピッチ特定部３５は、楽曲音階上の各ピッチと、歌声ピッチとを比較し、楽曲音階上のピッチで歌声ピッチに最も近いピッチ（至近ピッチ）を選出する。周波数変換部３６は、至近ピッチ特定部３５より至近ピッチ情報を取得し、Ａ／Ｄコンバータからのデジタル音声データをこの至近ピッチ情報に基づいて処理することで、歌声ピッチを至近ピッチに周波数変換する。そして、この周波数変換された音声データは、Ｄ／Ａコンバータ３７にてアナログの音声信号に変換され、ミキシングアンプ１８に入力される。それによって、歌声ピッチが楽曲音階上の至近ピッチに周波数変換された歌声がスピーカより音響出力される。なお図３に本実施例における歌声補正機能の概念を図示した。音階Ｓを構成するピッチは離散的であり、その音階Ｓのピッチに合っていない歌声ピッチＰｖはいずれかのピッチ間の周波数を取る。そこで、歌声ピッチを音階上の至近ピッチＰｓに一致させるようにΔＰだけシフトさせる。
【００１６】
＝＝＝その他の実施例・変更例＝＝＝
上記実施例では音楽生成データに音階特定情報が記述されていた。もちろん、楽曲ＩＤに音階特定情報を対応付けしたテーブルを用意するなどして音楽生成データに付帯させてもよい。また、音楽生成データに音階特定情報を付帯させず、伴奏音楽の和音構成から音階を特定する構成としてもよい。
【００１７】
移調／転調に対応させるためには、楽曲の演奏経過時間と音階とを対応付けしておくなどして、調が変化するタイミングで楽曲音階を特定すればよい。
【００１８】
上記実施例では、歌声ピッチを音階上の至近ピッチとなるように補正していたが、音声ピッチと至近ピッチとの音程が一定ピッチ以下であれば、補正しないようにすることもできる。それによって、歌唱者は自分の歌声ピッチと音階上のピッチとがどの程度の音程であれば補正されるのかがわかり、音階上のどのピッチが発声できないのかを認識することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、歌声ピッチをカラオケ楽曲の音階上の至近ピッチに周波数変換することができる。そのため、歌唱者の音痴克服を補助するとともに、聞き手にとっても苦痛にならない程度に歌声ピッチを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるカラオケ装置の機能ブロック図を示している。
【図２】上記カラオケ装置におけるピッチシフターの機能ブロック図を示している。
【図３】上記カラオケ装置における歌声補正機能の概念図を示している。
【符号の説明】
１  カラオケ装置
１１  中央制御部
１７  シンセサイザ
１８  ミキシングアンプ
１９  マイクロホン
３０  ピッチシフター
３２  歌声ピッチ抽出部
３４  楽曲音階取得部
３５  至近ピッチ特定部
３６  周波数変換部
【図１】
0003729772.tif 000002
【図２】
0003729772.tif 000003
【図３】
0003729772.tif 000004