(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
模範となる信号を有する信号を再生する再生手段と、前記再生手段の信号出力から模範の信号を抽出する模範抽出手段と、入力信号から遅延手段を使って反響音を発生する反響音発生手段と、前記反響音発生手段の出力と入力信号を加算する加算手段と、前記模範抽出手段の音声特性を検出する音声特性検出手段と、前記音声特性検出手段の検出結果に応じて、前記反響音発生手段の発生する信号の特性を変化させることを特徴とする反響音発生装置。
【請求項２】
音声特性検出手段は、入力の音程を検出することを特徴とする請求項１記載の反響音発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラオケなどに用いるマイクなどの反響音を発生する反響音発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音響機器のなかで伴奏だけの音声信号を再生し、それにあわせてマイクロホン入力の信号を合成して歌を歌うという、いわゆる「カラオケ装置」と称する装置が一般家庭あるいは業務用として普及している。特にカラオケを実施する時には、マイクロホンの入力に対し、反響音を加算して、歌いやすくするためにエコーマシンと呼ばれる反響音発生装置がある。
【０００３】
この従来の反響音発生装置は、図４に示すような構成である。
図４において、１は、音声を入力し電気信号に変えるマイクロホン（以下、マイクと略す）で、２はマイク１の信号を増幅するアンプである。３は反響音発生手段であって、アンプ２の出力をもとにして反響音を発生する。４は、アンプ２の出力と反響音発生手段３の出力を加算する第１の加算手段である。５は伴奏音楽を再生する再生手段である。６は第２の加算手段であり、第１の加算手段４の出力と再生手段５の出力する伴奏音楽信号とを加算し、出力端子７から出力する。
【０００４】
以上のように構成された従来の反響音発生装置の動作について図４から図６を用いて説明する。
【０００５】
図４において、まず歌い手の声がマイク１を通じ、アンプ２に入力されて、出力可能な振幅に増幅される。増幅された信号は、反響音発生手段３で反響成分信号が作られる。この反響音発生手段３は、図５に示すように遅延手段を用いて構成される場合がある。図５は従来の反響音発生手段の詳細な構成を示すブロック図である。
【０００６】
すなわち、図５において、入力端子１０に入力された信号が、帰還信号を加算する帰還加算手段１１に入力される。帰還加算手段１１の出力は、遅延手段１２に入力され、一定時間遅延された信号となり、出力端子１３から出力されるとともに、減衰手段１４に入力されてから、帰還加算手段１１へ入力される。ここで、インパルス的な信号が入力された場合を考えてみると、入力された信号は、遅延手段１２を通過した後、帰還されて、元の信号に加算されるので、再び遅延手段１２を通過することになるが、減衰手段１４を通過しているので、その振幅は、徐々に低下していく。
【０００７】
結果として、図６の反響音の波形を示す模式図に示すように、遅延時間だけ間隔をあけ、徐々に減衰した信号が得られる。この信号が、自然界の反射音に似ており、カラオケなどでは、心地よい歌声を演出することになる。
【０００８】
この反響音発生手段３の出力を図４の第１の加算手段４で元の信号に加算することで、歌声に臨場感のある効果を加えることができる。一般的には、伴奏を再生する再生手段５の出力と第２の加算手段６を通じて反響音とマイク信号が加算されてスピーカなどから合成された出力が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、歌声や伴奏に関係なく、反響音が一定しており、単調であった。そのため、歌の演出の効果としては、歌い方や歌によって差がでにくいという問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、入力信号の音声特性を検出し、反響音発生手段で、その反響音を変化させることで、歌声に合わせた変化に富む反響音を発生し、歌声により効果的な演出を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の反響音発生装置は、模範を有する信号を再生する再生手段と、再生手段の音声出力から模範の信号を抽出する模範抽出手段と、入力信号から遅延手段を使って反響音を発生する反響音発生手段と、反響音発生手段の出力と入力信号を加算する加算手段と、模範抽出手段の音声特性を検出する音声特性検出手段と、音声特性検出手段の検出結果に応じて、反響音発生手段の発生する信号の特性を変化させる構成としたものである。
【００１３】
この構成によって、入力された歌声や再生された模範歌唱の音声特性に応じた反響音が発生される反響音発生装置が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載した発明は、模範となる信号を有する信号を再生する再生手段と、再生手段の信号出力から模範の信号を抽出する模範抽出手段と、入力信号から遅延手段を使って反響音を発生する反響音発生手段と、反響音発生手段の出力と入力信号を加算する加算手段と、模範抽出手段の音声特性を検出する音声特性検出手段と、音声特性検出手段の検出結果に応じて、反響音発生手段の発生する信号の特性を変化させることを特徴としたもので、マイク入力の音声特性に依存せず、模範を基準とした反響音の特性を設定することができるという作用を有する。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の反響音発生装置の構成図であり、図１において、１は、音声を入力し電気信号に変えるマイクロホン（以下、マイクと略す）、２はマイク１の信号を増幅するアンプ、４は第１の加算手段、５は伴奏音楽を再生する再生手段、６は、第２の加算手段、７は出力端子で、以上は図４で説明したものと同様なものである。２０は、アンプ２の出力信号から音声の特性を検出し、制御信号を出力する音声特性検出手段である。２３は反響音発生手段で、音声特性検出手段２０の出力に合わせてアンプ２の出力から反響音を発生し、第１の加算手段４に出力する。
【００１７】
以上のように構成された反響音発生装置について、図１を用いてその動作を説明する。なお、従来例と同一番号を付与した構成要素については、従来例と同じ動作をするので、詳しい説明は省略する。
【００１８】
まず、マイク１から入力された歌声は、アンプ２で増幅され、反響音発生手段２３と加算手段４と音声特性検出手段２０に入力される。音声特性検出手段２０では、入力されたマイク音声の特性が検出される。ここで、検出される音声特性には、音程・リズム・音声の振幅などが検出される。ここでは、歌声に関係が深い音程を例に説明する。
【００１９】
すなわち、音声特性検出手段２０は、その一例として音程を検出する。
この場合、音程を検出する方法は、入力信号の周期を、信号のゼロクロス点から求めたり、波形のピークから求め、その逆数から音程を求める方法が一般的である。
【００２０】
音声特性検出手段２０では、音程を検出すると音程に合わせた制御信号が出力される。例えば、音程が高い場合は、電圧が高い制御信号が、低い場合は電圧が低い制御信号が出力される。または、制御信号の他の出力形態として、音程が高い場合は、大きな数値がデジタル信号で出力され、低い音程の場合は、小さな数値が出力するようにもでき、あるいは、一定の基準を設定し、基準との比較により、高い音程では、「Ｈ」の信号を、低い音程では、「Ｌ」の制御信号を出力するようにもできる。
【００２１】
このように音声特性検出手段２０では、検出した音程にあわせて、制御信号が出力される。
【００２２】
次に、音声特性検出手段２０から出力された制御信号は、反響音発生手段２３に入力される。反響音発生手段２３は、基本的には、従来例で示した反響音発生手段３と同じ動作であるが、制御信号を入力する点が異なる。
【００２３】
制御信号の入力によって、反響音発生手段２３は、反響音の特性が変化するものである。例えば、制御信号により、発生する反響音の特性である、遅延時間や振幅などが変わる。
【００２４】
遅延時間が変わる場合の反響音発生手段の構成例を図２を使って説明する。
図２において、１５は、遅延手段１２の読み出し制御手段で、１６は、読み出し制御手段１５の制御信号入力端子であり、図１の音声特性検出手段２０の出力が入力される。それ以外の構成要素については、従来例で説明した構成要素と同様なものである。
【００２５】
この反響音発生手段２３では、入力された信号が遅延手段１２を通過してから帰還されて、減衰手段１４を介して再び遅延手段１２に入力される。このような構成で、図６のような徐々に減衰する反射音が発生されることは、従来例と同じである。ここで、読み出し制御手段１５は、遅延手段１２の遅延時間を制御する。例えば、遅延手段１２がＣＣＤやＢＢＤなどのクロックを必要とする遅延手段の場合には、クロックの周波数を切り換えて、遅延時間を制御する。あるいは、遅延手段１２がデジタルメモリとシフトレジスタの構成の場合には、読み出しアドレスなどを切り換えて設定しても実現できる。
【００２６】
今、音声特性検出手段２０が、基準との比較により、「Ｈ」と「Ｌ」の信号を出力する場合であれば、音程が高いと検出された時の出力「Ｈ」の制御信号によって、反響音発生手段２３では、遅延手段の遅延時間を長くするように切り換えが行われる。逆に、音程が低いと検出された時の出力「Ｌ」の制御信号の場合は、「Ｈ」の場合に比べて遅延時間を短く設定しておく。
【００２７】
これによって、一定音程以上の場合には、反響音の特性が長くなった反響音ができる。これは、歌声が高い場合には、よりいっそう反響が長くなり、低い声の時との反響音の差が大きくなり、歌うときの心地よさを改善するものである。
【００２８】
特に、いわゆる歌の「さび」の部分では、低い音程にくらべ、高い音程が使われることが多く、それにより遅延時間が長くなることから、余韻が残りやすくなる。
【００２９】
このように、反響音発生手段２３では、音声特性検出手段２０からの制御信号に応じて、反響音を変化させ、出力する。出力された反響音は、加算回路４で元の信号と加算され、歌うことに適した反響音となる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態では、音声特性検出手段２０の出力を「Ｈ」、「Ｌ」として説明したが、音声特性検出手段２０が制御信号を電圧や数値で出力した場合には、その電圧値や数値にあわせて、反響音発生手段２３で遅延時間を変化させることもでき、より細かい制御が可能である。
【００３１】
また、ここでは、反響音発生手段２３が制御信号によって、遅延時間を変化させたが、帰還する振幅を変化させることも可能であり、さらには、遅延時間と帰還信号の振幅の両方を変化させることも可能である。
【００３２】
以上のように本実施の形態によれば、音声特性を検出して、音声特性にあわせた反響音が設定できるので、非常に変化に富んだ歌いやすいカラオケの環境を提供できるという効果を有している。
【００３３】
（実施の形態２）
また、図３は、本発明の実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【００３４】
図３において、１は、音声を入力し電気信号に変えるマイクロホン（以下、マイク）、２はマイクの信号を増幅するアンプ、２３は反響音発生手段、４は第１の加算手段、５は伴奏音楽を再生する再生手段、６は、第２の加算手段、７は出力端子である。２０は、アンプ２の出力信号から音声の特性を検出し制御信号を出力する音声特性検出手段である。以上は、実施の形態１で説明したものと同様なものである。
【００３５】
３２は、再生手段５の出力する音声信号から歌の模範となる信号を抽出する模範抽出手段、２０は実施の形態１と同じ動作をする音声特性検出手段で、入力を模範抽出手段としている。
【００３６】
以上のように構成された反響音発生装置について、図３を用いてその動作を説明する。ここで、実施の形態１の図１と同一番号を付与した構成要素については、実施の形態１と同じ動作をするので、詳しい説明は省略する。
【００３７】
前述した実施の形態１との大きな違いは、マイク音声の代わりに、再生手段５の出力から模範抽出手段３２によって出力される模範信号を音声特性検出手段に入力することである。
【００３８】
まず、カラオケをするためには、伴奏となる音楽が再生される。伴奏の再生には、一般的に、ＣＤやＬＤあるいはビデオＣＤのようなディスクを再生するプレーヤが使われ、これが再生手段５に相当する。この再生手段５から再生された出力には、伴奏になる音声信号と同時に模範となる歌唱信号や歌唱データが再生される場合がある。例えば、ビデオＣＤの場合を例にとれば、２チャンネルの音声のうち片方に伴奏だけ、残りのチャンネルには、伴奏＋模範歌唱が記録される。このため、模範歌唱を練習などに使いたい場合は、そのチャンネルを選択し、単に伴奏だけが必要なときは、伴奏だけのチャンネルを選択すればよいようになっている。
【００３９】
さて、このような模範歌唱あるいは模範データ付きの曲が再生手段５から再生されると、模範抽出手段３２では、模範歌唱部分だけを抽出する。例えば、再生された２つのチャンネルの減算を行い、伴奏信号だけをキャンセルさせれば、模範歌唱部分だけが残ることになる。
【００４０】
模範抽出手段３２で抽出された信号は、音声特性検出手段２０で音声の特性が検出され、検出された信号に応じた制御信号が出力される。この制御信号が反響音発生手段２３を制御することは、実施の形態１で述べた通りである。
【００４１】
このように模範抽出手段３２にマイクの音声ではなく、再生された信号の模範信号を入力するのは、マイクの信号から音声特性を検出できない場合もあるからである。例えば、検出回路の検出しにくい歌い方や、デュエットのように複数の歌唱信号が混成しているなどの場合である。このような場合でも、歌の模範となる信号を基準としているので、正確で、連続した反響音の制御が可能となる。
【００４２】
以上のように本実施の形態によれば、カラオケに使う再生手段から、模範歌唱を抽出し、その特性を検出して、反響音発生手段の制御を行う。これによって、マイクからの歌声から正確な音程が検出できない場合でも、音楽に合わせた反響音の特性を設定できる。
【００４３】
なお、実施の形態１で説明した内容と、実施の形態２で説明した内容を併用することも可能である。そのときには、マイクの音声から音程が検出できないときには、自動的に模範歌唱に切り換えれば、スムースな制御が可能である。
【００４４】
また、以上の説明では、音声特性検出手段を音程検出として説明したが、音量や、リズムなどの複数の音声特性との組み合わせを検出する手段でもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、模範となる信号を有する信号を再生する再生手段と、再生手段の信号出力から模範の信号を抽出する模範抽出手段と、入力信号から遅延手段を使って反響音を発生する反響音発生手段と、反響音発生手段の出力と入力信号を加算する加算手段と、模範抽出手段の音声特性を検出する音声特性検出手段と、音声特性検出手段の検出結果に応じて、反響音発生手段の発生する信号の特性を変化させることを特徴としたもので、マイク入力の音声特性に依存せず、模範を基準とした反響音の特性を設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における反響音発生装置の構成を示すブロック図
【図２】同、反響音発生手段の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２における反響音発生装置の構成を示すブロック図
【図４】従来の反響音発生装置の構成を示すブロック図
【図５】同、反響音発生手段の構成を示すブロック図
【図６】同、反響音発生手段の発生する反響音の波形を示す模式図
【符号の説明】
１  マイクロホン
２  アンプ
３、２３  反響音発生手段
４  第１の加算手段
２０  音声特性検出手段
３２  模範抽出手段
【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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【図６】
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