(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された歌唱音声信号の周期毎の相関を検出する相関検出手段と、
相関検出手段が検出した相関に基づいて同じ音の持続時間を推定し、この持続時間が一定時間以上になったとき、ビブラートの付加の開始を指示するトリガ信号を発生するトリガ発生手段と、
前記トリガ発生手段がトリガ信号を発生したことに応じて、前記歌唱音声信号にビブラートを付加するビブラート付加手段と、
を備えたことを特徴とするビブラート付加装置。
【請求項２】
ビブラート波形を記憶するビブラート波形記憶手段をさらに備え、
前記ビブラート付加手段は、前記ビブラート波形記憶手段から読み出したビブラート波形で前記歌唱音声信号を変調する手段である請求項１に記載のビブラート付加装置。
【請求項３】
前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて、該歌唱音声信号に付加するビブラートの深さの変化を制御する請求項１または請求項２に記載のビブラート付加装置。
【請求項４】
前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号の音量に基づいて、該歌唱音声信号に付加するビブラートの最大深さを決定する請求項１、請求項２または請求項３に記載のビブラート付加装置。
【請求項５】
前記ビブラート付加手段は、
前記歌唱音声信号の音量に基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの最大深さを決定するテーブル、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの周期を決定するテーブル、および、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの深さが前記最大深さに到達するまでの時間を決定するテーブルを有し、
前記テーブルを用いて決定した最大深さ，周期、最大深さに達するまでの時間に基づいて前記歌唱音声信号に付加するビブラートを制御する請求項１または請求項２に記載のビブラート付加装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、歌唱音声信号に対して、音楽効果であるビブラートを付加するビブラート付加装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歌唱技術の一つであるビブラートは、歌唱音に対して微小な周波数・振幅の振動を与える技術であり、特に長い伸ばし音に表情を与えることができるものである。長い音符を歌うときにビブラートを掛けないと音の変化が乏しくなり、歌唱が単調なものになりやすい。また、ビブラートはある程度のピッチのずれをごまかす作用も備えており、歌唱者はビブラートをかけることによって、歌唱ピッチが多少ずれてもよいという心理的な余裕をもつことができる。
【０００３】
しかし、ビブラートは高度な歌唱技術であり、これを習得することは容易なことではないため、カラオケ装置などに適用する装置として、マイクから入力した歌唱音声信号に対して電気的にビブラートを付加するビブラート付加装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来より提案されているビブラート付加装置は、一定の大きさのビブラートを機械的に付加するのみの装置であったため、そのビブラートが機械的な印象をあたえてしまい、却って曲の演奏効果が低下する欠点があった。また、電子楽器などでは、モジュレーションホイールなどを用いて楽音のビブラートに強弱を与えることができる機能も実用化されているが、この機能は演奏に習熟した演奏者が手動でコントロールする機能であり、一般のカラオケ歌唱者のビブラート制御には不向きであった。
【０００５】
この発明は、歌唱音声に合わせて適度なビブラートをかけることができるビブラート付加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】
請求項１の発明は、入力された歌唱音声信号の周期毎の相関を検出する相関検出手段と、相関検出手段が検出した相関に基づいて同じ音の持続時間を推定し、この持続時間が一定時間以上になったとき、ビブラートの付加の開始を指示するトリガ信号を発生するトリガ発生手段と、前記トリガ発生手段がトリガ信号を発生したことに応じて、前記歌唱音声信号にビブラートを付加するビブラート付加手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、ビブラート波形を記憶するビブラート波形記憶手段をさらに備え、前記ビブラート付加手段は、前記ビブラート波形記憶手段から読み出したビブラート波形で前記歌唱音声信号を変調することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１，２の発明において、前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて、該歌唱音声信号に付加するビブラートの深さの変化を制御することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３の発明において、前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号の音量に基づいて、該歌唱音声信号に付加するビブラートの最大深さを決定することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１，２の発明において、前記ビブラート付加手段は、前記歌唱音声信号の音量に基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの最大深さを決定するテーブル、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの周期を決定するテーブル、および、前記歌唱音声信号のピッチに基づいて該歌唱音声信号に付加するビブラートの深さが前記最大深さに到達するまでの時間を決定するテーブルを有し、前記テーブルを用いて決定した最大深さ，周期、最大深さに達するまでの時間に基づいて前記歌唱音声信号に付加するビブラートを制御することを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、同じ音の持続時間が一定時間以上になったとき歌唱音声信号にビブラートを付加する。これにより、歌唱者がビブラートなしで歌唱しても、その歌唱に最もあった音符にビブラートを自動的にかけることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明を適用したビブラート付加装置を含むカラオケシステムの構成図である。このカラオケシステムは、カラオケ装置本体１，前記ビブラート付加装置２，歌唱用のマイク３，ステレオスピーカ４，モニタ５および採点機６からなっている。カラオケ装置本体１は、内部にカラオケ演奏用のデータである楽曲データを複数記憶しており、利用者の選択によってそのなかの１曲を読み出して自動演奏する。ビブラート付加装置２は、マイク３から入力される歌唱音声信号に対してビブラートなどの効果を付与して前記カラオケ装置本体に入力する。カラオケ装置本体１はカラオケ伴奏音信号と歌唱音声信号をミキシングし、エコーなどの効果を付与してステレオスピーカ４に出力する。また、前記楽曲データには歌詞表示データや背景映像を表示するためのデータも含まれている。カラオケ装置本体１はこれらのデータに基づいて背景映像に歌詞テロップをスーパーインポーズしたものをモニタ５に表示する。また、採点機６はカラオケ装置本体１から入力されるガイドメロディデータと、ビブラート付加装置２から入力される歌唱音声信号のピッチデータとを比較し、その一致の程度に基づいて点数を算出して表示する。
【０００９】
図２は前記カラオケ装置本体１の概略ブロック図である。楽曲データ記憶装置１０はハードディスク装置などで構成されており、内部に数千曲分の楽曲データを記憶している。演奏実行部１１は、利用者からの選曲入力に基づいて、楽曲データ記憶装置１０から楽曲データを読み出す。利用者の選曲入力は、リモコンなどを用いて行われる。演奏実行部１１は、読み出した楽曲データを楽音形成部１２および画像作成部１３に順次送りだすことによって、カラオケ演奏を実行する。楽音形成部１２は音源装置などからなっており、入力された楽曲データに基づいて楽音信号を形成する。画像作成部１３は、演奏実行部１１から入力される歌詞情報に基づいて歌詞の文字パターンを生成する。また、画像作成部１３は内部にＬＤプレーヤなどの背景映像再生装置を有しており、カラオケ演奏時には、この背景映像再生装置から背景映像を読み出し、この背景映像と前記歌詞の文字パターンとを合成して表示画像を作成する。作成された画像はモニタ５に出力される。一方、前記楽音形成部１２が形成したカラオケ演奏音はミキサ１４に出力される。ミキサ１４には前記ビブラート付加装置２によってビブラートなどの効果を付与された歌唱音声信号が入力される。ミキサ１４はこれらの信号を左右２チャンネルにそれぞれ適当なレベルで振り分ける。振り分けられたステレオ信号はサウンドシステム１５でＤ／Ａ変換および増幅されたのち、スピーカ４に出力される。なお、演奏実行部１１は楽曲データに含まれているガイドメロディトラックのデータを曲の進行に同期して読み出し、このデータを採点機６に出力する。
【００１０】
図３はビブラート付加装置２のブロック図である。歌唱用のマイク３はマイクアンプ２０に接続されている。マイクアンプ２０はマイク３から入力された歌唱音声信号を装置内部で処理可能なレベルにまで増幅する。増幅された歌唱音声信号はＡ／Ｄコンバータ２１に入力される。Ａ／Ｄコンバータ２１は、入力された信号をディジタルデータに変換して音声分析用ＤＳＰ２２および効果用ＤＳＰ２４に入力する。音声分析用ＤＳＰ２２は、ピッチおよび音量を検出し、さらに、検出されたピッチに基づいて同じ音の持続時間を検出する。これらピッチ，音量および同じ音の持続時間の情報がビブラート信号発生器２３に入力される。
【００１１】
ビブラート信号発生器２３は、入力されたピッチ，音量および同じ音の持続時間の情報に基づいてビブラート信号の周波数，深さおよびその発生タイミング，エンベロープなどの条件を決定し、これらの条件に基づいてビブラート信号を生成する。生成されたビブラート信号は効果用ＤＳＰ２４に入力される。
【００１２】
効果用ＤＳＰ２４では、入力されたビブラート信号により歌唱音声信号に対してビブラートを付加する。ビブラートは、歌唱音声信号の周波数変調と、これに同期した微小な振幅変調である。すなわち、周波数変調によって周波数が高くなったとき振幅変調によって振幅が大きくなり、周波数が低くなったときに振幅が小さくなるように同じビブラート信号波形で同期して変調する。このとき、聴感的には振幅変調の度合いが周波数変調の度合いに比べて小さくなるように両方の深さを調節する。なお、効果用ＤＳＰ２４はビブラートの付加のみならず、リバーブやコーラスなどの種々の効果を歌唱音声信号に付与することができるものとする。
【００１３】
図４を参照して上記音声分析用ＤＳＰ２２，ビブラート信号発生器２３および構成用ＤＳＰ２４の機能を詳細に説明する。この図は各機能をブロック化して記載しているが、各機能はマイクロプログラムで実現される。音声分析用ＤＳＰ２２においては、まず、ピッチ検出部３０，音量検出部３１が歌唱音声信号のピッチおよび音量を検出する。ピッチの検出は瞬時値であっても平均値であってもよく、音量の検出はピーク値であっても平均値であってもよい。周期切出部３２は検出されたピッチに基づいて音声信号波形の１周期の時間を算出し、歌唱音声信号からこの長さの波形データを切り出す。切り出された波形データは、ディレイ３４および相関検出部３３に入力される。相関検出部３３にはディレイ３４からも１周期分の波形データが入力される。ディレイ３４から入力される波形データは、周期切出部３２から直接入力される波形データの１周期前のものである。相関検出部３３は、周期切出部３２から直接入力された（今回の）波形データと、ディレイ３４から入力された（前回の）波形データとを比較して、その形状がほぼ同一であれば同じ音が持続されていると判定し、形状が全く異なっていれば音が変化したと判定する。この判定結果はビブラート信号発生器２３のビブラートトリガ発生部４０に出力される。また、ピッチ検出部３０が検出したピッチデータは、ビブラート信号発生器２３のビブラート周波数決定部４１およびビブラートＥＧ決定部４２に出力される。また、音量検出部３１が検出した音量データは、ビブラート信号発生器２３の深さ決定部４３に出力される。
【００１４】
ビブラート信号発生器２３においては、ビブラートトリガ発生部４０が同じ音の持続時間をカウントし、これが一定時間を超えるとビブラートトリガ信号を発生する。このビブラートトリガ信号はビブラート信号生成部４５に入力される。ビブラート信号生成部４５は、ビブラートトリガ信号が入力されると、ビブラート周波数決定部４１，ビブラートＥＧ決定部４２および深さ決定部４３に対してビブラートの周波数，ＥＧ（最大深さに達するまでの時間）および最大深さのパラメータを決定するように指示し、決定されたビブラートの周波数，ＥＧおよび最大深さのパラメータを読み込む。ビブラート信号生成部４５は、これらパラメータに基づいてビブラート波形メモリ４４をアクセスし、波形データを読み出すことによってビブラート信号を生成する。上記パラメータおよびビブラート波形の例を図５（Ｄ）に示す。ビブラート波形メモリ４４に記憶する波形データとしてはサイン波や三角波など計算によって算出される波形を用いてもよいが、歌手が実際に歌唱したときのビブラート波形をサンプリングしてビブラート波形メモリに記憶するようにしてもよい。また、ビブラート波形メモリ４４に代えて、サイン波や三角波の波形値を算出する演算部を設けてもよい。
【００１５】
ビブラート信号生成部４５が生成したビブラート信号は効果用ＤＳＰ２４の変調部５０に入力される。変調部５０においては、歌唱音声信号に対してビブラート信号による周波数変調，振幅変調が掛けられる。
【００１６】
なお、上記ビブラート周波数決定部４１，ビブラートＥＧ決定部４２および深さ決定部４３は、それぞれ図５ (Ａ), (Ｂ), (Ｃ) に示すパラメータ変換テーブルを備えており、入力パラメータ（ピッチデータまたは音量データ）でこのテーブルをルックアップすることによって出力パラメータ（ビブラートの周波数，ＥＧおよび最大深さのデータ）を割り出す。同図（Ａ）のパラメータ変換テーブルによれば、ピッチが高いほどビブラート周波数が高く設定される。すなわち、歌唱の周波数（ピッチ）に応じてビブラート周波数も制御される。また、同図（Ｃ）のパラメータ変換テーブルによれば、歌唱の音量が大きいほどビブラートの最大深さが大きく設定される。すなわち、歌唱音量とビブラートの深さが関連づけられている。さらに、同図（Ｃ）のパラメータ変換テーブルによれば、歌唱のピッチが高いほど、ビブラートＥＧの値が大きく設定される。ビブラートＥＧの値は、ビブラートの深さが０からスタートしたのち同図（Ｃ）のパラメータ変換テーブルで決定された最大深さに到達するまでの速度である。これにより、ビブラートの深さの変化速度と歌唱ピッチとが関連づけられている。
【００１７】
なお、同じ音の持続時間が一定時間を超えたときビブラートトリガ信号を発生するようにしたのは、細かい音に対してビブラートを付加すると音程が安定しない感じに聞こえるため、一定時間以上の長さの音に対してのみビブラートを付加するためである。
【００１８】
上記実施形態では、カラオケ装置本体とマイクとの間に挿入して接続する装置であるため、既存のカラオケ装置に追加して接続して使用することができる。なお、カラオケ装置に内蔵するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、歌唱音声信号の状態に応じてビブラートが制御されるため、機械的でなく表現力のあるビブラートを付加することができる。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用されるカラオケシステムの構成を示す図
【図２】同カラオケシステムに用いられるカラオケ装置本体の概略構成図
【図３】同カラオケシステムに用いられるビブラート付加装置のブロック図
【図４】同ビブラート付加装置の機能ブロック図
【図５】同ビブラート付加装置に用いられるパラメータ変換テーブルの内容を示す図
【符号の説明】
１−カラオケ装置本体、２−ビブラート付加装置、
２２−音声分析用ＤＳＰ、２３−ビブラート信号発生器、
【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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