(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラオケの曲に対する歌声のオーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換して出力するＡ／Ｄコンバータ回路と、
上記歌声のデジタルオーディオ信号の音程を検出する音程検出回路と、
この音程検出回路の検出した音程に対して和音の関係にある音程を指定する音程データを生成して出力する音程データ生成回路と、
上記音程データに基づいて、上記歌声のデジタルオーディオ信号をハーモニーのデジタルオーディオ信号に変換して出力する音程変換回路と、
上記カラオケの曲のオーディオ信号と、上記歌声のデジタルオーディオ信号と、上記ハーモニーのデジタルオーディオ信号とを混合して出力するミキサ回路と、
音階ごとにその音階を形成する各音程の音程差を示す音程差テーブルを記憶するメモリ回路と、
上記カラオケ曲に付加されていて、あらかじめ読み出した転調時間位置データおよびこれと組になっている少なくとも長調であることを示すデータと短調であることを示すデータとを含む転調後の音階を示すデータを保持するデータ保持手段と
を有し、
上記音程データ生成回路は、曲の再生中に、上記保持されている転調時間位置データとリアルタイムで再生されてくる通し時間のデータとが一致したとき、上記保持されている転調後の音階を示すデータに基づいて上記メモリ回路に記憶されている上記音程差テーブルを選択するとともに、
上記選択した音程差テーブルに基づいて上記音程検出回路の検出した音程に対して和音の関係にある音程を指定する音程データを生成する
ようにしたハーモニー生成装置。
【請求項２】
上記音階を示すデータに応じて上記ハーモニーのデジタルオーディオ信号の形成の許可または禁止を行う
ようにしたことを特徴とする請求項１記載のハーモニー生成装置。
【請求項３】
上記音階を示すデータは、有線システムを通じて供給される
ようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のハーモニー生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラオケ装置に使用して好適なハーモニー生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラオケ装置においては、歌い手の歌唱の効果を向上させるため、歌い手の歌声、すなわち、ボーカルのオーディオ信号に対して、エコー処理（残響付加処理）や周波数特性の補正などが行われている。
【０００３】
そして、これらの処理や補正は、歌唱する楽曲や歌詞などにかかわらず違和感のない効果を得ることができるので、広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、エコー処理や周波数特性の補正は、広く使用され、一般的でもあるので、逆に際だった効果を得ることができない。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、この発明においては、
カラオケの曲に対する歌声のオーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換して出力するＡ／Ｄコンバータ回路と、
上記歌声のデジタルオーディオ信号の音程を検出する音程検出回路と、
この音程検出回路の検出した音程に対して和音の関係にある音程を指定する音程データを生成して出力する音程データ生成回路と、
上記音程データに基づいて、上記歌声のデジタルオーディオ信号をハーモニーのデジタルオーディオ信号に変換して出力する音程変換回路と、
上記カラオケの曲のオーディオ信号と、上記歌声のデジタルオーディオ信号と、上記ハーモニーのデジタルオーディオ信号とを混合して出力するミキサ回路と、
音階ごとにその音階を形成する各音程の音程差を示す音程差テーブルを記憶するメモリ回路と、
上記カラオケ曲に付加されていて、あらかじめ読み出した転調時間位置データおよびこれと組になっている少なくとも長調であることを示すデータと短調であることを示すデータとを含む転調後の音階を示すデータを保持するデータ保持手段と
を有し、
上記音程データ生成回路は、曲の再生中に、上記保持されている転調時間位置データとリアルタイムで再生されてくる通し時間のデータとが一致したとき、上記保持されている転調後の音階を示すデータに基づいて上記メモリ回路に記憶されている上記音程差テーブルを選択するとともに、
上記選択した音程差テーブルに基づいて上記音程検出回路の検出した音程に対して和音の関係にある音程を指定する音程データを生成する
ようにしたハーモニー生成装置
とするものである。
したがって、歌声のオーディオ信号からハーモニーのオーディオ信号が形成され、これがボーカルのオーディオ信号に付加されて出力される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１において、符号１はカラオケフォーマットのビデオＣＤを示し、符号１０はその再生装置を示す。そして、ビデオＣＤ１は、図２Ａに示すように、通常のＣＤ−ＲＯＭと同様、先頭にリードイントラックを有し、これにＮ個（Ｎ≦99）のデータのトラックTRK1〜TRKNと、リードアウトトラックとが続く。そして、トラックTRK1〜TRKNのうち、第１番目のトラックTRK1に、ビデオＣＤの内容に関する各種の情報およびデータが記録されているとともに、そのビデオＣＤがカラオケフォーマットであることも、このトラックTRK1に記述されている。
【０００８】
さらに、この第１番目のトラックTRK1には、図２Ｂに示すように、（Ｎ−１）曲分のカラオケのデータテーブルが用意されている。このデータテーブルは「シーケンス・アイテム・テーブル」と呼ばれ、１曲分ごとに独立して構成されている。すなわち、各カラオケの曲に対応して（Ｎ−１）個のシーケンス・アイテム・テーブルSIT1〜SIT(N-1)が設けられている。
【０００９】
図３は、そのテーブルSITi（i＝1〜(N-1)）の構造を示すもので、このテーブ ルSITiは64個の項目欄を有する。そして、その項目には、必須のものと、任意のものとがあるが、各項目欄における内容の長さは可変とされている。そして、例えば項目番号９は曲名の項目欄とされ、その内容は曲名を示すテキストデータとされている。あるいは、項目番号18は歌詞の項目欄とされ、歌詞がテキストデータの形式で収容されている。
【００１０】
また、項目番号19は、Ｃ、Ｃ#、Ｃmなどの音階（音程）を示すデータが用意されている。さらに、項目番号22〜31の項目欄は、メーカに開放されていて、メーカが自由に定義して使用できる。
【００１１】
さらに、第２番目のトラックTRK2に、第１曲目のカラオケのビデオ信号のデータおよびオーディオ信号のデータが、それぞれデータ圧縮された状態で記録されている。この場合、ビデオ信号のデータは、例えば、輝度信号と、２つの色差信号とがＭＰＥＧ方式によりデータ圧縮されて記録されている。また、オーディオ信号のデータも左および右チャンネルの信号が、所定のサンプル数ごとに１つのブロックとされ、そのブロックごとにデータ圧縮されて記録されている。
【００１２】
なお、これらビデオ信号およびオーディオ信号は、セクタ単位で記録されているが、ビデオ信号のセクタと、オーディオ信号のセクタとの順序や数（割り合い）は不定である。このため、セクタごとに、そのセクタに記録されている信号がビデオ信号であるか、オーディオ信号であるかを示すデータが、他の情報とともに、各セクタの先頭に記録されている。
【００１３】
さらに、以下同様に、第３番目〜第Ｎ番目のトラックTRK3〜TRKNに、第２曲目〜第（Ｎ−１）曲目のカラオケのビデオ信号およびオーディオ信号が、それぞれデータ圧縮された状態で記録されている。
【００１４】
そして、再生装置１０においては、光ピックアップ１１により、ビデオＣＤ１からこれに記録されている信号が再生され、その再生信号が再生アンプ１２を通じて再生デコーダ回路１３に供給されてＥＦＭ復調およびエラー訂正などの処理が行われ、この処理の行われた信号が、ＣＤ−ＲＯＭデコーダ回路１４に供給されてセクタ単位のデコード処理が行われて各信号が出力される。
【００１５】
そして、デコーダ回路１４の出力信号のうち、第１番目のトラックTRK1のデータがマイクロコンピュータ６６に取り込まれ、以後の再生制御に使用される。
【００１６】
また、デコーダ回路１４の出力信号のうちのビデオ信号のデータが、ＭＰＥＧデコーダ回路２１に取り込まれてもとのビデオ信号、すなわち、輝度信号および２つの色差信号がデコードされる。そして、このデコードされたビデオ信号が、Ｄ／Ａコンバータ回路２２においてアナログ信号にＤ／Ａ変換され、このＤ／Ａ変換されたビデオ信号が、ＮＴＳＣエンコーダ回路２３に供給されてＮＴＳＣ方式のカラーコンポジットビデオ信号にエンコードされ、このビデオ信号が端子２４に出力される。
【００１７】
また、デコーダ回路１４の出力信号のうちのオーディオ信号のデータが、ＭＰＥＧデコーダ回路３１に取り込まれてもとのオーディオ信号、すなわち、カラオケ（演奏）の左および右チャンネルのオーディオ信号がデコードされ、このデコードされたオーディオ信号が、音程変換回路３２に供給される。
【００１８】
この音程変換回路３２は、これに供給されたオーディオ信号の音程を、歌い手の発声できる音域にあわせることにより、歌いやすくするためのものである。このため、音程操作部６１が設けられ、この操作部６１から音程を指定するデータが入力されると、これがマイクロコンピュータ６６を通じて音程変換回路３２に供給され、これに供給されているオーディオ信号の音程が操作部６１により指定された音程に変換される。
【００１９】
さらに、この例においては、曲の速度を調整する操作部６２が設けられ、この操作部６２の出力がマイクロコンピュータ６６に供給され、マイクロコンピュータ６６により、ＣＤ１の回転速度およびデコーダ回路２１、３１が制御されてビデオ信号およびオーディオ信号の再生速度が、操作部６２の出力にしたがって変更されるとともに、その速度の変更により生じる信号の変化が補正される。
【００２０】
そして、音程変換回路３２からのオーディオ信号が、イコライザ回路３３を通じてミキサ回路５３に供給される。この場合、イコライザ回路３３は、例えば、カラオケのオーディオ信号を複数の帯域に分割してその帯域ごとにレベルを補正するものである。
【００２１】
また、歌い手のボーカルのオーディオ信号が、マイクロフォン４１からアンプ４２を通じてＡ／Ｄコンバータ回路４３に供給されてデジタルオーディオ信号にＡ／Ｄ変換され、この信号が、後述するミキサ回路４４→イコライザ回路５１→エコー処理回路５２の信号ラインを通じてミキサ回路５３に供給される。この場合、イコライザ回路５１は、ボーカルのオーディオ信号を複数の帯域に分割してその帯域ごとにレベルを補正するものである。また、エコー処理回路５２は、これに供給されたボーカルのオーディオ信号に対して所望の残響を付加すものである。
【００２２】
こうして、ミキサ回路５３において、カラオケのオーディオ信号と、ボーカルのオーディオ信号とが混合され、すなわち、ボーカルにカラオケの付加されたオーディオ信号とされ、このオーディオ信号が、Ｄ／Ａコンバータ回路５４に供給されてＤ／Ａ変換されてから端子５５に出力される。
【００２３】
さらに、この場合、この発明においては、ボーカルのオーディオ信号からハーモニーのオーディオ信号が形成されてもとのボーカルのオーディオ信号に付加される。
【００２４】
すなわち、Ａ／Ｄコンバータ回路４３からのボーカルのオーディオ信号が、音程検出回路４５に供給され、そのボーカルの音程が検出され、この音程の検出信号がマイクロコンピュータ６７に供給され、マイクロコンピュータ６７において、検出回路４５により検出されたボーカルの音程に対して和音の関係にある音程を示す音程データが作成される。
【００２５】
この場合、和音の理論によれば、一般に、ボーカルの音程に対して、±３度あるいは±５度離れた音程が和音の関係となる。しかし、実験によると、実際には、＋３度あるいは＋５度の音程の音声（ハーモニー）を付加すると、歌い手の音程が、その付加した音程に引き込まれる傾向にある。また、−５度の音程は、ボーカルの音程が低いとき、ハーモニーが低くなりすぎてハーモニーとしての効果が少なくなってしまう。
【００２６】
そこで、この例においては、マイクロコンピュータ６７において、検出回路４５により検出されたボーカルの音程に対して−３度の関係にある音程を示す音程データが作成される。
【００２７】
ただし、このとき、ボーカルの音程に対して３度低い音程の音程差（周波数比）は、その曲（カラオケ）の音階によって異なる。例えば、図４Ａはハ短調の音階を示すが、「Ａb」に対して３度低い音程は「Ｆ」であり、その音程差は300centである。しかし、図４Ｂに示すように、ハ長調の音階においては、「Ａ」に対して３度低い音程は「Ｆ#」であるが、その音程差は400centである。また、図４Ａのハ短調においても、「Ｇ」よりも３度低い「Ｅb」は、音程差が400centである。
【００２８】
さらに、具体的な数値により考察する。すなわち、
ｆv ：ボーカルのオーディオ信号の周波数
Δｆ：音程変換回路３２による周波数の補正値
とする。
【００２９】
そして、今、例えば、
ｆv ＝427.4Hz（＝Ａb4＋2.9％）
Δｆ＝＋50cent（＝＋2.9％）
とすると、Δｆ＝０のときのボーカルの周波数は、
0003678973.tif 000002
となる（x**yは、xのy乗を示す）。そして、Ａbの下３度はＦであり、ハ短調の とき、その音程差は、図４Ａから300centであることが分かる。
【００３０】
また、例えば、
ｆv ＝403.5Hz（＝Ｇ4＋2.9％）
Δｆ＝＋50cent（＝＋2.9％）
とすると、Δｆ＝０のときのボーカルの周波数は、
0003678973.tif 000003
となる。そして、Ｇの下３度はＥbであり、ハ短調のとき、その音程差は、図４ Ａから400centであることが分かる。
【００３１】
そこで、この発明においては、例えば図４に示すような、音階ごとに各音程の音程差を示すテーブル（音程差テーブル）が、マイクロコンピュータ６７に用意される。また、マイクロコンピュータ６６に取り込まれている第１番目のトラックTRK1のデータのうちのテーブルSITiのデータから、項目番号19に記述されているカラオケの音階を示すデータが取り出され、この音階のデータがマイクロコンピュータ６７に供給される。
【００３２】
そして、マイクロコンピュータ６７において、これに用意されている音階ごとの音程差テーブル（図４）が、項目番号19に記述されている音階のデータにより選択されるとともに、この選択された音程差テーブルを使用してボーカルの音程に対して−３度の関係にある音程を指定する音程データが形成される。
【００３３】
そして、Ａ／Ｄコンバータ回路４３からのボーカルのオーディオ信号が、音程変換回路４６に供給されるとともに、マイクロコンピュータ６７から音程変換回路４６に音程データが供給され、ボーカルのオーディオ信号は、３度低い音程のオーディオ信号、すなわち、ハーモニーのオーディオ信号に変換され、このハーモニーのオーディオ信号がミキサ回路４４に供給されて本来のボーカルのオーディオ信号に混合される。
【００３４】
したがって、ミキサ回路４４からは、ハーモニーの付加されたボーカルのオーディオ信号が出力されることになり、端子５５には、ディスク１から再生されたカラオケをバックにしてハーモニーの付いたボーカルのオーディオ信号が取り出される。
【００３５】
こうして、図１のビデオＣＤ１および再生装置１０によれば、カラオケを楽しむことができるが、この場合、特に上述のビデオＣＤ１および再生装置１０によれば、歌い手のボーカルに対してハーモニーを自動的に付加することができる。このため、歌詞の中でも特に雰囲気を盛り上げて歌唱したい部分、すなわち、サビの部分にハーモニーを付加することができ、きわめて効果的である。しかも、テーブルSITiに含まれる音階のデータを使用することにより、音楽理論に合ったハーモニーを付加することができる。
【００３６】
また、ハーモニーとなるオーディオ信号を、カラオケのオーディオ信号に混合して記録しておくことによりボーカルにハーモニーを付ける場合は固定的なハーモニーになるのに比べ、この発明によれば、ボーカルにしたがって変化するハーモニーが付くので、すなわち、例えば、ボーカルがなくなればハーモニーもなくなり、ボーカルの音程がずれれば、ハーモニーもずれるので、民生用のカラオケ装置として効果的である。
【００３７】
ところで、カラオケの曲によっては、途中で転調することがある。すると、上述のように、テーブルSITiの項目番号19に記述されている音階のデータにしたがって、音程差テーブルを選択しておくと、その転調した部分からハーモニーが和音を構成しなくなり、むしろ不快になってしまう。
【００３８】
このため、次に説明する例においては、曲の途中の転調にも対処できるようにした場合である。そして、この例においては、テーブルSITiの項目番号22〜31のうち、例えば項目番号22の内容が、転調の時間位置およびその転調後の音階を示すデータとされた場合である。
【００３９】
すなわち、図５に示すように、１回の転調のために８バイトのエリアが割り当てられ、その第１バイトおよび第２バイトが、例えば図６Ａ、Ｂに示すように、転調後の音階を示すデータEDS、EDKとされる。例えば、EDS＝20Ｈ（Ｈは16進で あることを示す）のときには、転調後の音階が長調であることを示し、EDS＝21 Ｈのときには、短調であることを示す。また、EDK＝30Ｈのときには、転調後の 音階がＣであることを示し、EDK＝31Ｈのときには、Ｄbであることを示す。
【００４０】
さらに、第３バイト〜第８バイトが、転調する時間位置の分、秒、フレームを示すデータETとされる。なお、この分、秒、フレームは、ビデオＣＤ１上の再生位置を示す絶対アドレス、すなわち、ビデオＣＤ１の各セクタの先頭のヘッダに書き込まれている、通し時間のデータにより、その転調位置を指定するものである。
【００４１】
そして、転調が２回以上行われるときには、以上の８バイトのデータEDS〜ET を１組とし、各転調に対応したデータ内容で繰り返される。
【００４２】
そして、このデータEDS〜ETは、ビデオＣＤ１が再生装置１０にセットされた とき、ビデオＣＤ１から読み出されてマイクロコンピュータ６６に保持される。そして、曲の再生中は、マイクロコンピュータ６６に保持されているデータEDS 〜ETうちの転調時間位置データETと、ビデオＣＤ１の各セクタからリアルタイムで再生されてくる通し時間のデータとが比較され、両者が一致したとき、その一致した転調時間位置データETと組になっている転調後の音階データEDS、EDKがマイクロコンピュータ６７に転送される。
【００４３】
すると、この転送されてきた音階データEDS、EDKにより、マイクロコンピュータ６７に用意されている音階ごとの音程差テーブルが選択されるとともに、この選択された音程差テーブルを使用してボーカルの音程に対して−３度の関係にある音程を指定する音程データが形成され、この音程データが音程変換回路４６に供給されて転調後のボーカルのオーディオ信号よりも３度低い音程のハーモニーのオーディオ信号が形成される。
【００４４】
したがって、曲の途中で転調があっても、正しく和音を構成するハーモニーとすることができる。
【００４５】
なお、上述において、ハーモニーのオーディオ信号に対して独立に周波数特性の補正やエコー処理を行うこともできる。また、データEDS、EDKを、転調だけではなく、ハーモニーのオーディオ信号の形成の許可・禁止に使用することもでき、その場合には、曲の特定の部分だけにハーモニーを付けることができる。
【００４６】
さらに、上述においては、この発明を、カラオケフォーマットのビデオＣＤおよびその再生装置に適用した場合であるが、カラオケの演奏のオーディオ信号とともに、そのカラオケの音階を示すデータを有する媒体であれば、例えばＣＤ−ＤＡ、レーザーディスク、あるいは有線システムであっても、この発明を適用することができる。
【００４７】
0003678973.tif 000004
【００４８】
【発明の効果】
この発明によれば、歌い手のボーカルに対してハーモニーを自動的に付加することができる。このため、歌詞の中でも特に雰囲気を盛り上げて歌唱したい部分、すなわち、サビの部分にハーモニーを付加することができ、きわめて効果的である。しかも、ビデオＣＤ１に用意されている音階のデータを使用することにより、音楽理論に合ったハーモニーを付加することができる。
【００４９】
また、ハーモニーとなるオーディオ信号を、カラオケのオーディオ信号に混合して記録しておくことによりボーカルにハーモニーを付ける場合は固定的なハーモニーになるのに比べ、この発明によれば、ボーカルにしたがって変化するハーモニーが付くので、すなわち、例えば、ボーカルがなくなればハーモニーもなくなり、ボーカルの音程がずれれば、ハーモニーもずれるので、民生用のカラオケ装置として効果的である。
【００５０】
さらに、曲の途中で転調があっても、正しく和音を構成するハーモニーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一例を示す系統図である。
【図２】トラックフォーマットを示す図である。
【図３】データテーブルの一例を示す図である。
【図４】音程差を説明するための図である。
【図５】データフォーマットの一例を示す図である。
【図６】データ内容の一例を示す図である
【符号の説明】
１…ビデオＣＤ、１０…再生装置、１１…光ピックアップ、１３…再生デコーダ回路、１４…ＣＤ−ＲＯＭデコーダ回路、２１…ビデオ信号用ＭＰＥＧデコーダ回路、２２…Ｄ／Ａコンバータ回路、２３…ＮＴＳＣエンコーダ回路、３１…オーディオ信号用ＭＰＥＧデコーダ回路、３２…音程変換回路、３３…イコライザ回路、４１…マイクロフォン、４３…Ａ／Ｄコンバータ回路、４４…ミキサ回路、４５…音程検出回路、４６…音程変換回路、５１…イコライザ回路、５２…エコー処理回路、５３…ミキサ回路、５４…Ｄ／Ａコンバータ回路、６１および６２…操作部、６６および６７…マイクロコンピュータ、SIT1〜SIT(N-1)…シーケンス・アイテム・テーブル
【図１】
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【図２】
0003678973.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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