(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
お手本となる者の歌唱及び伴奏に基づくお手本楽音信号をウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、
採点対象者の歌唱及び前記伴奏と同一の伴奏に基づく採点対象楽音信号をウェーブレット変換する第２のウェーブレット変換手段と、
前記第１および第２のウェーブレット変換手段の出力間における一致度を同一の周波数帯域同士を比較することにより、時間の経過につれて繰り返し求め、
この求めた各一致度を比較回数で除算することにより所定の範囲内の値に収まるように正規化し、
正規化した各一致度と前記所定の範囲内の値をとる乱数とに基づいて採点値を増減させる増減値を求め、
これらの増減値を、前記各一致度を求める毎に予め設定された初期値に累算して、この累算値を採点値として出力する採点手段と、
を有することを特徴とするカラオケ採点装置。
【請求項２】
お手本となる者の歌唱に基づくお手本ボーカル信号をウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、
採点対象者の歌唱に基づく採点対象ボーカル信号をウェーブレット変換する第２のウェーブレット変換手段と、
前記第１および第２のウェーブレット変換手段の出力間における一致度を同一の周波数帯域同士を比較することにより、時間の経過につれて繰り返し求め、
この求めた各一致度を比較回数で除算することにより所定の範囲内の値に収まるように正規化し、
正規化した各一致度と前記所定の範囲内の値をとる乱数とに基づいて採点値を増減させる増減値を求め、
これらの増減値を、前記各一致度を求める毎に予め設定された初期値に累算して、この累算値を採点値として出力する採点手段と、
を有することを特徴とするカラオケ採点装置。
【請求項３】
記録媒体から再生されたお手本となる者の歌唱及び伴奏に基づくお手本楽音信号をウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、
前記記録媒体から再生されたお手本楽音信号から前記お手本となる者の歌唱に基づくお手本ボーカル信号を除去して伴奏のみの楽音信号を出力する除去手段と、
この除去手段から出力された伴奏のみの楽音信号と、マイクロホンから入力された採点対象者の歌唱に基づく採点対象ボーカル信号とを混合して採点対象楽音信号を出力する混合手段と、
この混合手段から出力された採点対象楽音信号をウェーブレット変換する第２のウェーブレット変換手段と、
前記第１および第２のウェーブレット変換手段の出力間における一致度を同一の周波数帯域同士を比較することにより、時間の経過につれて繰り返し求め、
この求めた各一致度を比較回数で除算することにより所定の範囲内の値に収まるように正規化し、
正規化した各一致度と前記所定の範囲内の値をとる乱数とに基づいて採点値を増減させる増減値を求め、
これらの増減値を、前記各一致度を求める毎に予め設定された初期値に累算して、この累算値を採点値として出力する採点手段と、
を有することを特徴とするカラオケ採点装置。
【請求項４】
記録媒体から再生されたお手本となる者の歌唱及び伴奏に基づくお手本楽音信号を入力し、この入力信号から前記お手本となる者の歌唱に基づくお手本ボーカル信号を除去して伴奏のみの楽音信号を出力する除去手段と、
前記記録媒体から再生されたお手本楽音信号から、前記除去手段から出力された伴奏のみの楽音信号を減算してお手本ボーカル信号を出力する演算手段と、
この演算手段から出力されたお手本ボーカル信号をウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、
マイクロホンから入力された採点対象者の歌唱に基づく採点対象ボーカル信号をウェーブレット変換する第２のウェーブレット変換手段と、
前記第１および第２のウェーブレット変換手段の出力間における一致度を同一の周波数帯域同士を比較することにより、時間の経過につれて繰り返し求め、
この求めた各一致度を比較回数で除算することにより所定の範囲内の値に収まるように正規化し、
正規化した各一致度と前記所定の範囲内の値をとる乱数とに基づいて採点値を増減させる増減値を求め、
これらの増減値を、前記各一致度を求める毎に予め設定された初期値に累算して、この累算値を採点値として出力する採点手段と、
を有することを特徴とするカラオケ採点装置。
【請求項５】
お手本となる者の歌唱及び伴奏に基づくお手本楽音信号が一方のチャンネルに記録され、前記伴奏のみの楽音信号が他方のチャンネルに記録された記録媒体の前記一方のチャンネルから再生されたお手本楽音信号をウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、
前記記録媒体の前記他方のチャンネルから再生された伴奏のみの楽音信号と、マイクロホンから入力された採点対象者の歌唱に基づく採点対象ボーカル信号とを加算して採点対象楽音信号を出力する演算手段と、
この演算手段から出力された採点対象楽音信号をウェーブレット変換する第２のウェーブレット変換手段と、
前記第１および第２のウェーブレット変換手段の出力間における一致度を同一の周波数帯域同士を比較することにより、時間の経過につれて繰り返し求め、
この求めた各一致度を比較回数で除算することにより所定の範囲内の値に収まるように正規化し、
正規化した各一致度と前記所定の範囲内の値をとる乱数とに基づいて採点値を増減させる増減値を求め、
これらの増減値を、前記各一致度を求める毎に予め設定された初期値に累算して、この累算値を採点値として出力する採点手段と、
を有することを特徴とするカラオケ採点装置。
【請求項６】
お手本となる者の歌唱及び伴奏に基づくお手本楽音信号が一方のチャンネルに記録され、前記伴奏のみの楽音信号が他方のチャンネルに記録された記録媒体の前記一方のチャンネルから再生されたお手本楽音信号から、前記他方のチャンネルから再生された伴奏のみの楽音信号を減算して前記お手本となる者の歌唱に基づくお手本ボーカル信号を出力する演算手段と、
この演算手段から出力されたお手本ボーカル信号をウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、
マイクロホンから入力された採点対象者の歌唱に基づく採点対象ボーカル信号をウェーブレット変換する第２のウェーブレット変換手段と、
前記第１および第２のウェーブレット変換手段の出力間における一致度を同一の周波数帯域同士を比較することにより、時間の経過につれて繰り返し求め、
この求めた各一致度を比較回数で除算することにより所定の範囲内の値に収まるように正規化し、
正規化した各一致度と前記所定の範囲内の値をとる乱数とに基づいて採点値を増減させる増減値を求め、
これらの増減値を、前記各一致度を求める毎に予め設定された初期値に累算して、この累算値を採点値として出力する採点手段と、
を有することを特徴とするカラオケ採点装置。
【請求項７】
前記採点手段は、前記増減値を求める際に、前記各一致度および前記乱数の比率を任意の値に設定可能とする
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載のカラオケ採点装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラオケシステムにおいて歌い手の歌唱力を評価するカラオケ採点装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のカラオケ採点装置は、レーザディスク（ＬＤ），コンパクトディスク（ＣＤ）等の記録媒体から手本とすべき歌唱音声として抽出されたお手本ボーカル信号と、カラオケの歌い手による実歌唱であるマイクボーカル信号との間でピッチ（音程）、音量及びそれらの変化等を比較し、その一致度から歌い手の歌唱力を採点するものであり、お手本ボーカル信号の抽出処理、ピッチ抽出処理等にディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）を用いていた。
【０００３】
このＤＳＰを用いて、上記従来のカラオケ採点装置では、所定のプログラム又はデータに従って当該ＤＳＰを通過するディジタル楽音信号の中からお手本ボーカル信号を抽出したり、抽出したお手本ボーカル信号及びマイクボーカル信号のそれぞれのピッチを抽出したりしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によるカラオケ採点装置においては、ボーカル信号抽出、ピッチ抽出、レベル検出等によりボーカル信号の特徴を抽出し、さらにこれらの処理をお手本ボーカル信号とマイクボーカル信号とでそれぞれ行っていたので、全体のアルゴリズムの処理量が多くなり、構成が複雑化するという問題があった。
【０００５】
また、上記従来のカラオケ採点装置では、ボーカル信号抽出の精度が十分でないときには、ピッチの抽出が正確に行えないという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、構成が簡単で、人間がその感覚によって行う歌唱力評価と近似した採点を行うことが可能なカラオケ採点装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の発明は、お手本となる者の歌唱及び伴奏に基づくお手本楽音信号をウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、採点対象者の歌唱及び前記伴奏と同一の伴奏に基づく採点対象楽音信号をウェーブレット変換する第２のウェーブレット変換手段と、前記第１および第２のウェーブレット変換手段の出力間における一致度を同一の周波数帯域同士を比較することにより、時間の経過につれて繰り返し求め、この求めた各一致度を比較回数で除算することにより所定の範囲内の値に収まるように正規化し、正規化した各一致度と前記所定の範囲内の値をとる乱数とに基づいて採点値を増減させる増減値を求め、これらの増減値を、前記各一致度を求める毎に予め設定された初期値に累算して、この累算値を採点値として出力する採点手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、お手本となる者の歌唱に基づくお手本ボーカル信号をウェーブレット変換する第１のウェーブレット変換手段と、採点対象者の歌唱に基づく採点対象ボーカル信号をウェーブレット変換する第２のウェーブレット変換手段と、前記第１および第２のウェーブレット変換手段の出力間における一致度を同一の周波数帯域同士を比較することにより、時間の経過につれて繰り返し求め、この求めた各一致度を比較回数で除算することにより所定の範囲内の値に収まるように正規化し、正規化した各一致度と前記所定の範囲内の値をとる乱数とに基づいて採点値を増減させる増減値を求め、これらの増減値を、前記各一致度を求める毎に予め設定された初期値に累算して、この累算値を採点値として出力する採点手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
第１の変換手段がお手本ボーカル信号又はお手本楽音信号をウェーブレット変換し、第２の変換手段が採点対象ボーカル信号又は採点対象楽音信号をウェーブレット変換すると、採点手段は、第１及び第２の変換手段の出力間で同一の周波数帯域毎に一致度を求め、この求めた各一致度に基づいて採点対象者の歌唱に対する採点値を求める。
【００１０】
ウェーブレット変換出力は、高周波領域ほどその帯域が広い複数の周波数帯域毎の信号に帯域分割され、各帯域のパワー信号は簡単に求めることができるのでピッチ抽出のためのアルゴリズムが不要となり、構成が簡素化される。また、  （直交）ウェーブレット変換による帯域分割のし方が人間の聴感特性と一致しているので人間的な採点が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
まず、本発明による第１の実施形態の説明を行う。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るカラオケ採点装置の適用例を示すカラオケシステムのブロック図である。
【００１４】
このカラオケシステムは、本発明の第１の実施形態に係るカラオケ採点装置１Ａと、カラオケ処理部２とを有して構成されている。
【００１５】
ここで、このカラオケシステムにおいてカラオケ採点装置１Ａは、コンパクトディスク（ＣＤ）３にステレオ記録されたお手本となる者の歌唱に基づくお手本ボーカル信号Ｖｒ及び伴奏の楽音信号Ａからなるディジタルのお手本楽音信号  （Ｖｒ＋Ａ）を入力可能となっており、このＣＤ３から再生されたお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）の左チャンネル信号Ｌが左チャンネル・ディジタル入力端子４ａに入力され、右チャンネル信号Ｒが右チャンネル・ディジタル入力端子４ｂに入力されるようになっている。
【００１６】
また、このカラオケ採点装置１Ａは、両入力端子４ａ，４ｂに接続された第１の混合回路５ａ及びボイスキャンセル部６と、マイクロホン７から採点対象者である歌い手の歌唱に基づくアナログの採点対象ボーカル信号Ｖｍを入力するアナログ入力端子８と、アナログ入力端子８からのアナログの採点対象ボーカル信号Ｖｍをディジタルに変換するＡ／Ｄ変換器９と、ボイスキャンセル部６及びＡ／Ｄ変換器９に接続された第２の混合回路５ｂと、第１の混合回路５ａに接続された第１のウェーブレット変換部１０ａと、第２の混合回路５ｂに接続された第２のウェーブレット変換部１０ｂと、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂに接続され、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂの出力に基づいて採点値を求める採点部１１と、採点部１１に接続され、採点部１１による採点値を表示する例えばＣＲＴディスプレイの如き表示部１２とを具備している。
【００１７】
上記カラオケ処理部２は、Ａ／Ｄ変換器９の出力にエコーを与えるエコー処理部２０と、ボイスキャンセル部６の出力を入力するカラオケ信号処理部２１と、エコー処理部２０の出力とカラオケ信号処理部２１の出力とを混合する第３の混合回路２２と、第３の混合回路２２の出力をアナログ信号に変換してサウンドシステム（図示省略）に出力するＤ／Ａ変換器２３とを具備している。
【００１８】
上記カラオケ採点装置１Ａにおいて第１の混合回路５ａは、ＣＤ３から再生されたお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）の左チャンネル信号Ｌと右チャンネル信号Ｒとを混合し、第１のウェーブレット変換部１０ａに出力するものである。
【００１９】
図２は、上記カラオケ採点装置１Ａのボイスキャンセル部６の構成を示すブロック図である。
【００２０】
ボイスキャンセル部６は、各入力端子４ａ，４ｂからの左チャンネル信号Ｌ及び右チャンネル信号Ｒを入力し、お手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）からお手本ボーカル信号Ｖｒを除去して伴奏のみの楽音信号Ａを出力するものであり、ＣＤ３から再生された左チャンネル信号Ｌを入力する高域通過フィルタ（ＨＰＦ）６０ａ，低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６１ａ及び乗算器６２ａと、ＣＤ３から再生された右チャンネル信号Ｒを入力する高域通過フィルタ（ＨＰＦ）６０ｂ，低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６１ｂ及び乗算器６２ｂと、両乗算器６２ａ，６２ｂの出力を加算する加算器６３と、左チャンネル信号用のＨＰＦ６０ａの出力及びＬＰＦ６１ａの出力と加算器６３の出力とを加算する左チャンネル信号用の加算器６４ａと、右チャンネル信号用のＨＰＦ６０ｂの出力及びＬＰＦ６１ｂの出力と加算器６３の出力とを加算する右チャンネル用の加算器信号６４ｂとを備えている。
【００２１】
各高域通過フィルタ（ＨＰＦ）６０ａ，６０ｂは、ＣＤ３から再生された左チャンネル信号Ｌ及び右チャンネル信号Ｒのうち例えば７ｋＨｚ以上の高周波成分を通過させるものである。また、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６１ａ，６１ｂは、ＣＤ３から再生された左チャンネル信号Ｌ及び右チャンネル信号Ｒのうち例えば１００Ｈｚ以下の低周波成分を通過させるものである。なお、これらのフィルタの周波数特性は、ボーカル信号（人声）ができるだけ効果的にカットできる値に設定すればよい。
【００２２】
乗算器６２ａは、ＣＤ３から再生された左チャンネル信号Ｌに＋１の係数を乗算し、乗算器６２ｂは、ＣＤ３から再生された右チャンネル信号Ｒに−１の係数を乗算するものである。
【００２３】
このような構成のボイスキャンセル部６において、左チャンネル信号用の乗算器６２ａで＋１の係数が乗算された左チャンネル信号Ｌと、右チャンネル信号用の乗算器６２ｂで−１の係数が乗算された右チャンネル信号Ｒとを加算器６３により加算し、加算器６４ａ及び６４ｂに供給することで、中央定位しているお手本ボーカル信号Ｖｒは相殺され、音声帯域中の伴奏信号Ａのみが補償され、この伴奏信号Ａが後段に出力される。
【００２４】
上記第２の混合回路５ｂは、ボイスキャンセル部６からのディジタルの伴奏信号ＡとＡ／Ｄ変換器９からのディジタルの採点対象ボーカル信号Ｖｍとを混合し、採点対象楽音信号（Ｖｍ＋Ａ）として第２のウェーブレット変換部１０ｂに出力するものである。
【００２５】
図３は、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂの構成を示すブロック図である。なお、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂは、同様に構成されているため、一方を代表して説明する。
【００２６】
「ウェーブレット変換」とは、数学的にいえば時間的・周波数的に局在した基本関数（アナライジング・ウェーブレット）を（１）伸縮、（２）シフトした関数群を基底関数として信号変換するものであり、特に伸縮、シフトした関数群の基底関数が全て直交する場合にはこれを直交ウェーブレット変換という。このウェーブレット変換をハードウェア的に実現するためには、（２）のシフトに関してはフィルタを用いることで実現でき、（１）の伸縮に関しては同一アルゴリズムのフィルタを再帰的に繰り返し使用することで実現可能となる。
【００２７】
ウェーブレット変換部１０（１０ａ，１０ｂ）は、上記ウェーブレット変換を実現するためのものであり、例えば直交ウェーブレット変換を行うために、入力信号の周波数帯域を高域周波数成分と低域周波数成分とに２分割し、各々をさらに１／２にダウンサンプリングしてそれぞれ高域の信号と低域の信号として出力する２分割サブバンドフィルタ１００ａ，１００ｂ，...１００ｇを基本単位と して低域信号出力側にこの２分割サブバンドフィルタ１００を再帰的に接続することで実現される。この２分割サブバンドフィルタ１００は、互いに完全に直交する高域通過形ダウンサンプリングフィルタ１０１及び低域通過形ダウンサンプリングフィルタ１０２（Ｉ．Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ）から構成される。なお、これらのフィルタ１０１，１０２は、概略直交条件を満たす線形フィルタ（ＱＭＦ）であってもよい。また、図３は入力信号の周波数帯域を８分割する場合の構成を示すものであり、２分割サブバンドフィルタ１００ａ乃至１００ｇを７段接続している。１段目〜７段目の各高域通過形ダウンサンプリングフィルタ１０１ａ乃至１０１ｇからは通過信号Ｗ1 乃至Ｗ7 が採点部１１に出力され、７段目の低域通過形ダウンサンプリングフィルタ１０２からは通過信号Ｅ7 が採点部１１に出力される。この直交ウェーブレット変換では、同一構成（アルゴリズム）が再帰的に利用できるので、構成（アルゴリズム）が非常に簡単である。
【００２８】
図４は、このウェーブレット変換部１０の出力信号の周波数特性を示す図である。
【００２９】
同図に示すように、１段目乃至７段目の各高域通過形ダウンサンプリングフィルタ１０１ａ乃至１０１ｇから出力される信号Ｗ1 乃至Ｗ7 は、各々２ｋＨｚ以上、１ｋＨｚ乃至２ｋＨｚ、５００Ｈｚ乃至１ｋＨｚ、２５０Ｈｚ乃至５００Ｈｚ、１２５Ｈｚ乃至２５０Ｈｚ、６２Ｈｚ乃至１２５Ｈｚ、３１Ｈｚ乃至６２Ｈｚの周波数成分を各々主としており、７段目の低域通過形ダウンサンプリングフィルタ１０２ｇから出力される信号Ｅ7 は、３１Ｈｚ下の周波数成分を主として出力する。従って、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂの出力信号の周波数特性は、直交ウェーブレット変換を行うことで、低周波域から高周波域になる程バンド幅が広くなる特性で帯域分割される。
【００３０】
なお、後述するが、この実施例では、お手本側とマイク側のそれぞれについて、同一帯域同士の一致度を検出することにより採点を行っているが、帯域幅が高域周波数帯にいくほど広がるというのは、音程−周波数特性と一致している。すなわち、直交ウェーブレット変換した同一帯域同士を比較するというのは、単なる周波数比較ではなく音程比較をしていることに相当し、人間の聴感特性と一致している。
【００３１】
図５は、採点部１１の構成を示すブロック図である。
【００３２】
この採点部１１は、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂの出力間における一致度を同一の周波数帯域（バンド）毎に求め、この求めた各一致度に基づいて採点対象者の歌唱に対する採点値を求めるものである。すなわち、採点部１１は、第１のウェーブレット変換部１０ａからの信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 の絶対値を各々検出する絶対値検出部（ＡＢＳ）１１０ａ乃至１１０ｈと、第２のウェーブレット変換部１０ｂからの信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 の絶対値を各々検出する絶対値検出部（ＡＢＳ）１１１ａ乃至１１１ｈと、ＡＢＳ１１０ａ乃至１１０ｈの出力を各々平滑化する平滑化部１１２ａ乃至１１２ｈと、ＡＢＳ１１１ａ乃至１１１ｈの出力を各々平滑化する平滑化部１１３ａ乃至１１３ｈと、第１のウェーブレット変換部１０ａ側と第２のウェーブレット変換部１０ｂ側との間で同一バンドでの信号の一致の有無を検出する一致検出部１１４ａ乃至１１４ｈと、各一致検出部１１４で一致したらそれぞれに対応してカウントアップするカウンタ（ＣＮＴ）１１５ａ乃至１１５ｈと、ＣＮＴ１１５の出力を各々正規化する正規化部１１６ａ乃至１１６ｈと、例えば０〜１までの任意の乱数を発生する乱数発生部２００と、正規化部１１６の出力にパラメータａ乃至ｈを乗算するとともに、乱数発生部２００の出力にパラメータｉを乗算して出力する乗算器１１７ａ乃至１１７ｈ及び１１７ｉと、各乗算器１１７の出力値を加算する加算器１１８と、比較回数Ｋをカウントするカウンタ（ＣＮＴ）１１９とを備えている。また、採点部１１は、加算器１１８から出力された加算値ｘの増減を行う増減値変換部２０１及びこの増減値変換部２０１で増減された加算値ｘの増減値ｙを累算する累算部２０２をも備えており、この累算部２０２で累算された値が最終的な採点値として表示部１２に出力されるようになっている。
【００３３】
正規化部１１６は、ＣＮＴ１１９からの比較回数Ｋに基づいてＣＮＴ１１５の出力を１／Ｋに正規化するものである。
【００３４】
各パラメータａ乃至ｈ及びｉは、図示しないパラメータ設定部によって合計で１となる関係を満たすことを条件として任意に可変設定可能になっており、これによって採点評価基準が変更可能である。
【００３５】
次に、上記構成のカラオケ採点装置１Ａの動作を説明する。
【００３６】
まず、カラオケ採点装置１Ａにおいて入力されたお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）等の信号が、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂに至るまでの処理動作を説明する。
【００３７】
まず、ＣＤ３の再生により、両入力端子４ａ，４ｂにはディジタルのお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）が入力される。また、採点対象者の実歌唱により、アナログ入力端子８にはマイクロホン７からのアナログの採点対象ボーカル信号Ｖｍが入力される。
【００３８】
両入力端子４ａ，４ｂに入力されたお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）の左チャンネル信号Ｌと右チャンネル信号Ｒとは、第１の混合回路５ａにて混合され、第１のウェーブレット変換部１０ａに入力される。第１のウェーブレット変換部１０ａは、お手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）をウェーブレット変換して信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 を採点部１１に出力する。
【００３９】
また、両入力端子４ａ，４ｂに入力されたお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）は、ボイスキャンセル部６によりお手本ボーカル信号Ｖｒが除去され、伴奏のみの楽音信号Ａが第２の混合回路５ｂに入力される。一方、アナログ入力端子８に入力された採点対象ボーカル信号Ｖｍは、Ａ／Ｄ変換器９によりディジタルに変換され、第２の混合回路５ｂに入力される。第２の混合回路５ｂは、ボイスキャンセル部６からの伴奏のみの楽音信号ＡとＡ／Ｄ変換器９からの採点対象ボーカル信号Ｖｍとを混合し、採点対象楽音信号（Ｖｍ＋Ａ）として第２のウェーブレット変換部１０ｂに入力する。第２のウェーブレット変換部１０ｂは、採点対象楽音信号（Ｖｍ＋Ａ）をウェーブレット変換して信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 を採点部１１に出力する。
【００４０】
次に、採点部１１以降の処理動作について説明する。
【００４１】
第１のウェーブレット変換部１０ａからの信号Ｗ1 〜Ｗ7 ，Ｅ7 は、まず、採点部１１の絶対値検出部（ＡＢＳ）１１０ａ乃至１１０ｈにおいて信号の絶対値化がなされた後、平滑化部１１２ａ乃至１１２ｈにおいて平滑化がなされる。平滑化がなされた後の各信号はそれぞれ一致検出部１１４ａ乃至１１４ｈに送出される。
【００４２】
また、第２のウェーブレット変換部１０ｂからの信号Ｗ1 〜Ｗ7 ，Ｅ7 は、まず、絶対値検出部（ＡＢＳ）１１１ａ乃至１１１ｈにおいて信号の絶対値化がなされた後、平滑化部１１３ａ乃至１１３ｈにおいて平滑化がなされる。平滑化がなされた後の各信号は、上記第１のウェーブレット変換部１０ａ側からの信号と同様にそれぞれ一致検出部１１４ａ乃至１１４ｈに送出される。
【００４３】
一致検出部１１４ａ乃至１１４ｈでは、第１のウェーブレット変換部１０ａ側と第２のウェーブレット変換部１０ｂ側から送信された信号が、同一バンドで一致するか否かを検出する。一致検出部１１４ａ乃至１１４ｈにおいて同一バンドでの信号がほぼ一致検出された場合には、次に、カウンタ（ＣＮＴ）１１５ａ乃至１１５ｈが、一致検出された信号をカウントアップする。このＣＮＴ１１５でカウントアップされたカウント値は、カウンタ１１９でカウントされた比較回数Ｋに基づいて正規化部１１６ａ乃至１１６ｈで１／Ｋに正規化される。この正規化された値は例えば０〜１の値を持っており、乗算器１１７ａ乃至１１７ｈに出力されてさらにパラメータａ乃至ｈが乗算される。この乗算された値は、加算器１１８に出力される。
【００４４】
一方、乱数発生部２００において発生された例えば０〜１までの任意の乱数が乗算器１１７ｉにおいてパラメータｉを乗算されて、乗算器１１７ａ乃至１１７ｈからの出力と同様に加算器１１８に出力される。なお、乱数発生部２００からの乱数値の出力は、最終的な採点値に対して人間的な採点要素を加味するためのものであり、これにより従来のカラオケ採点装置における機械的な採点を人間的な採点に近似することができる。また、パラメータａ乃至ｈ及びｉは、図示しないパラメータ設定部によって合計で１となる関係（ａ＋ｂ＋ｃ…＋ｉ＝１）を満たすことを条件として任意に可変設定可能になっており、これによって採点評価基準が変更可能である。
【００４５】
加算器１１８に出力された乗算器１１７ａ乃至１１７ｈ及び乗算器１１７ｉからの乗算値は、加算器１１８において各々加算され加算値ｘ（例えば０〜１の値）として増減値変換部２０１に送出される。増減値変換部２０１は、複数の変換テーブル又は演算手段を有し、これにより、加算値ｘに対応した増減値ｙを決定し累算部２０２に出力する。なお、増減値変換部２０１における加算値ｘから増減値ｙへの変換処理は、複数の変換テーブル又は演算手段を備えることにより増減率が変更可能であり、これによっても採点評価基準の変更が可能となる。
【００４６】
増減値変換部２０１から出力された増減値ｙは、累算部２０２であらかじめ設定された初期値（例えば５０点）に累算され、この「初期値＋増減値ｙの累算値」の値が最終的な採点結果として表示部１２に出力される。なお、表示部１２に出力する採点値は、最終的な採点結果のみならず、刻々変化する経時的な採点値を出力するようにしてもよい。これにより、採点対象者は、歌唱途中の得点を知ることができる。
【００４７】
上述した第１の実施形態に係るカラオケ採点装置１Ａによれば、ＣＤ３の再生に基づくお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）の直交ウェーブレット変換出力と、マイクロホン７からの入力に基づく採点対象楽音信号（Ｖｍ＋Ａ）の直交ウェーブレット変換出力とを同一の周波数帯域毎に一致度を求めているので、ピッチ抽出のためのアルゴリズムが不要となり、構成が簡素化される。しかも直交ウェーブレット変換を行っているので、人の聴覚に対応した採点を行うことが可能となる。
【００４８】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るカラオケ採点装置を示すブロック図である。
【００４９】
このカラオケ採点装置１Ｂは、第１の実施形態と同様に、左チャンネル・ディジタル入力端子４ａ、右チャンネル・ディジタル入力端子４ｂ、第１及び第２の混合回路５ａ，５ｂ、ボイスキャンセル部６、アナログ入力端子８、Ａ／Ｄ変換器９、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂ、採点部１１及び表示部１２を具備しているが、接続関係が第１の実施形態とは異なる。
【００５０】
すなわち、このカラオケ採点装置１Ｂは、第１の混合回路５ａの出力信号と第２の混合回路５ｂの出力信号をマイナスとした信号とを加算する加算器１３を備え、この加算器１３の出力を第１のウェーブレット変換部１０ａの入力とし、Ａ／Ｄ変換器９の出力を第２のウェーブレット変換部１０ｂの入力としたものである。
【００５１】
次に、上記構成のカラオケ採点装置１Ｂの動作を説明する。なお、以下の動作説明において、上記第１の実施形態における動作と重複する部分については、その説明は割愛する。
【００５２】
まず、第１の実施形態と同様に、両ディジタル入力端子４ａ，４ｂにはディジタルのお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）が入力され、アナログ入力端子８にはアナログの採点対象ボーカル信号Ｖｍが入力される。
【００５３】
両入力端子４ａ，４ｂに入力されたお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）の左チャンネル信号Ｌと右チャンネル信号Ｒとは、第１の混合回路５ａにより混合される。これと同時に、両入力端子４ａ，４ｂに入力されたお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）は、ボイスキャンセル部６によりお手本ボーカル信号Ｖｒが除去され、伴奏のみの楽音信号Ａが第２の混合回路５ｂに出力される。第２の混合回路５ｂは、ボイスキャンセル部６からの伴奏のみの楽音信号Ａの左右の信号を混合し加算器１３に出力する。加算器１３は、第１の混合回路５ａからのお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）と第２の混合回路５ｂからの伴奏のみの楽音信号Ａをマイナスとした信号とを加算してお手本ボーカル信号Ｖｒを第１のウェーブレット変換部１０ａに入力する。第１のウェーブレット変換部１０ａは、お手本ボーカル信号Ｖｒをウェーブレット変換して信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 を採点部１１に出力する。
【００５４】
一方、アナログ入力端子８に入力された採点対象ボーカル信号Ｖｍは、Ａ／Ｄ変換器９にてディジタルに変換され、第２のウェーブレット変換部１０ｂに入力される。第２のウェーブレット変換部１０ｂは、採点対象ボーカル信号Ｖｍをウェーブレット変換して信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 を採点部１１に出力する。
【００５５】
採点部１１は、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂからの信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 同士の一致度を求め、この各一致度に基づいて採点値を求めて表示部１２に表示する。
【００５６】
上述した第２の実施形態に係るカラオケ採点装置１Ｂによれば、ＣＤ３の再生に基づくお手本ボーカル信号Ｖｒの直交ウェーブレット変換出力と、マイクロホン７からの入力に基づく採点対象ボーカル信号Ｖｍの直交ウェーブレット変換出力とを同一の周波数帯域毎に一致度を求めているので、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るカラオケ採点装置を示すブロック図である。
【００５８】
このカラオケ採点装置１Ｃは、レーザディスク（ＬＤ）１４から再生されたアナログ信号を入力する左チャンネル・アナログ入力端子１５ａ及び右チャンネル・アナログ入力端子１５ｂと、左チャンネル・アナログ入力端子１５ａからのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１６ａと、マイクロホン７からアナログの採点対象ボーカル信号Ｖｍを入力するアナログ入力端子８と、アナログ入力端子８からのアナログ信号と右チャンネル・アナログ入力端子１５ｂからのアナログ信号とを加算する加算器１７と、加算器１７らのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１６ｂと、Ａ／Ｄ変換器１６ｂに接続された第１のウェーブレット変換部１０ａと、Ａ／Ｄ変換器１６ｂに接続された第２のウェーブレット変換部１０ｂと、第１の実施形態と同様の採点部１１及び表示部１２とを具備して構成されている。
【００５９】
上記レーザディスク（ＬＤ）１４のアナログオーディオチャンネルは、お手本となる者の歌唱及び伴奏に基づくお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）が左チャンネルに記録され、伴奏のみの楽音信号Ａが他方のチャンネルに記録されたものである。
【００６０】
次に、上記構成のカラオケ採点装置１Ｃの動作を説明する。
【００６１】
まず、ＬＤ１４の再生により、左チャンネル・アナログ入力端子１５ａにはアナログのお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）が入力され、左チャンネル・アナログ入力端子１５ａには伴奏のみのアナログの楽音信号Ａが入力される。また、採点対象者の実歌唱により、アナログ入力端子８にはマイクロホン７からアナログの採点対象ボーカル信号Ｖｍが入力される。
【００６２】
左チャンネル・アナログ入力端子１５ａに入力されたアナログのお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）は、Ａ／Ｄ変換器１６ａによりディジタルに変換され、第１のウェーブレット変換部１０ａに入力される。第１のウェーブレット変換部１０ａは、お手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）をウェーブレット変換して信号Ｗ1 〜Ｗ7 ，Ｅ7 を採点部１１に出力する。
【００６３】
一方、右チャンネル・アナログ入力端子１５ｂに入力された伴奏のみの楽音信号Ａとアナログ入力端子８に入力された採点対象ボーカル信号Ｖｍとは、加算器１７にて加算され、採点対象楽音信号（Ｖｍ＋Ａ）としてＡ／Ｄ変換器１６ｂに入力される。Ａ／Ｄ変換器１６ｂは、採点対象楽音信号（Ｖｍ＋Ａ）をアナログからディジタルに変換して第２のウェーブレット変換部１０ｂに入力する。第２のウェーブレット変換部１０ｂは、採点対象楽音信号（Ｖｍ＋Ａ）をウェーブレット変換して信号Ｗ1 〜Ｗ7 ，Ｅ7 を採点部１１に出力する。採点部１１は、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂからの信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 同士の一致度を求め、この各一致度に基づいて採点値を求めて表示部１２に表示する。
【００６４】
上述した第３の実施形態に係るカラオケ採点装置１Ｃによれば、ＬＤ１４の再生に基づくお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）の直交ウェーブレット変換結果と、マイクロホン７からの入力に基づく採点対象楽音信号（Ｖｍ＋Ａ）の直交ウェーブレット変換結果とを同一の周波数帯域毎に一致度を求めているので、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係るカラオケ採点装置を示すブロック図である。
【００６６】
このカラオケ採点装置１Ｄは、第３の実施形態と同様に、左チャンネル・アナログ入力端子１５ａ、右チャンネル・アナログ入力端子１５ｂ、Ａ／Ｄ変換器１６ａ，１６ｂ、アナログ入力端子８、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂ、採点部１１及び表示部１２を具備しているが、接続関係が第３の実施形態とは異なる。
【００６７】
すなわち、このカラオケ採点装置１Ｄは、左チャンネル・アナログ入力端子１５ａからのお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）と右チャンネル・アナログ入力端子１５ｂからの伴奏のみの楽音信号Ａをマイナスとした信号とを加算する加算器１８を備え、この加算器１８にＡ／Ｄ変換器１６ａを介して第１のウェーブレット変換部１０ａを接続し、アナログ入力端子８にＡ／Ｄ変換器１６ｂを介して第２のウェーブレット変換部１０ｂを接続したものである。
【００６８】
次に、上記構成のカラオケ採点装置１Ｄの動作を説明する。
【００６９】
まず、第３の実施形態と同様に、左チャンネル・アナログ入力端子１５ａにはアナログのお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）が入力され、右チャンネル・アナログ入力端子１５ｂにはアナログの伴奏のみの楽音信号Ａが入力され、アナログ入力端子８にはアナログの採点対象ボーカル信号Ｖｍが入力される。
【００７０】
加算器１８は、左チャンネル・アナログ入力端子１５ａに入力されたお手本楽音信号（Ｖｒ＋Ａ）と右チャンネル・アナログ入力端子１５ｂに入力された伴奏のみの楽音信号Ａをマイナスとした信号とを加算し、お手本ボーカル信号ＶｒとしてＡ／Ｄ変換器１６ａに入力する。Ａ／Ｄ変換器１６ａは、お手本ボーカル信号Ｖｒをアナログからディジタルに変換して第１のウェーブレット変換部１０ａに入力する。第１のウェーブレット変換部１０ａは、お手本ボーカル信号Ｖｒをウェーブレット変換して信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 を採点部１１に出力する。
【００７１】
一方、アナログ入力端子８に入力された採点対象ボーカル信号Ｖｍは、Ａ／Ｄ変換器１６ｂにてディジタルに変換され、第２のウェーブレット変換部１０ｂに入力される。第２のウェーブレット変換部１０ｂは、採点対象ボーカル信号Ｖｍをウェーブレット変換して信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 を採点部１１に出力する。
【００７２】
採点部１１は、第１及び第２のウェーブレット変換部１０ａ，１０ｂからの信号Ｗ1 乃至Ｗ7 ，Ｅ7 同士の一致度を求め、この各一致度に基づいて採点値を求めて表示部１２に表示する。
【００７３】
上述した第４の実施形態に係るカラオケ採点装置１Ｄによれば、ＬＤ１４の再生に基づくお手本ボーカル信号Ｖｒの直交ウェーブレット変換結果と、マイクロホン７からの入力に基づく採点対象ボーカル信号Ｖｍの直交ウェーブレット変換結果とを同一の周波数帯域毎に一致度を求めているので、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７４】
なお、本発明は、上記第１〜第４の実施形態に限定されず、種々の変形実施が可能である。
【００７５】
例えば、上記ウェーブレット変換に伴う帯域分割数は８帯域に限定されず、増やすことも減らすことも可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、お手本ボーカル信号又はお手本楽音信号のウェーブレット変換出力と採点対象ボーカル信号又は採点対象楽音信号のウェーブレット変換出力との間で同一の周波数帯域毎に一致度を求めているので、ピッチ抽出のためのアルゴリズムが不要となり、構成が簡素化されるとともに、人間の聴感特性にマッチした、すなわち人間の評価基準に一致した採点が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカラオケ採点装置の適用例を示すカラオケシステムのブロック図である。
【図２】本発明に係るボイスキャンセル部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るウェーブレット変換部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るウェーブレット変換部の出力信号の周波数特性を示す図である。
【図５】本発明に係る採点部の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第２の実施形態に係るカラオケ採点装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るカラオケ採点装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るカラオケ採点装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  カラオケ採点装置
３  コンパクトディスク
５ａ  第１の混合回路
５ｂ  第２の混合回路
６  ボイスキャンセル部
７  マイクロホン
１０ａ  第１のウェーブレット変換部
１０ｂ  第２のウェーブレット変換部
１１  採点部
１２  表示部
１３，１７，１８  加算器
１４  レーザディスク
Ａ  伴奏の楽音信号
Ｖｒ  お手本ボーカル信号
Ｖｒ＋Ａ  お手本楽音信号
Ｖｍ  採点対象ボーカル信号
Ｖｍ＋Ａ  採点対象楽音信号
【図１】
0003707135.tif 000002
【図２】
0003707135.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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