(57)【要約】【課題】マイク位置を検出して、歌唱者６の歌唱位置を追尾して、歌唱音声からなる指向性ビーム６ａを歌唱者６に向けて放音することができるカラオケ装置１を提供する。【解決手段】カラオケ装置１は、スピーカアレイ３から、マイク２で収音した歌唱者の歌唱音声と伴奏音８１とを放音する。更に、カラオケ装置１は、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから測定音８３をマスカーの発音と同時またはその直後に放音する。カラオケ装置１は、測定音８３を放音してからマイク２で収音するまでの経過時間から、マイク位置を検出する。この際、測定音８３は、マスカーの基本周波数の倍音で生成される。カラオケ装置１は、定期的の測定音８３を放音することで、マイク位置を追尾する。つまり、カラオケ装置１は、マイク位置を追尾することで、歌唱音声からなる指向性ビーム６ａを歌唱者６に向けて放音し続けることができる。【選択図】図５
2008209703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歌唱者の歌唱音声を含む周囲からの音声をマイクで収音し、音声信号を生成する収音手段と、
複数のスピーカを有するスピーカアレイの２つのスピーカから、マスカーの基本周波数の倍音で構成される測定音を、該マスカーの発音と同時またはその直後に放音する放音手段と、
該放音手段による前記測定音の放音から、前記収音手段による該測定音の収音までの経過時間に基づいて、前記マイク位置を検出するマイク位置検出手段と、を備え、
前記放音手段は、前記マイク位置検出手段が検出した前記マイク位置に向けて、歌唱者に与えるべき放音音声を含む指向性ビームを放音するカラオケ装置。
【請求項２】
前記放音手段は、カラオケ曲の伴奏音を構成する１又は複数の楽器音をマスカーとして、予めカラオケ曲のデータに含まれている前記測定音を放音する請求項１に記載のカラオケ装置。
【請求項３】
前記放音手段は、カラオケ曲の伴奏音を構成する１又は複数の楽器音の放音のタイミング毎に、その楽器音をマスカーとする前記測定音を生成して放音する請求項１に記載のカラオケ装置。
【請求項４】
前記放音手段は、歌唱音声の音圧レベルの上昇を検知し、その歌唱音声をマスカーとする前記測定音を生成して放音する請求項１に記載のカラオケ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歌唱音声の指向性を制御できるカラオケ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカラオケ装置は、カラオケボックスの１室等のような単一のグループが占有する場所に設置されるほか、スナック店舗等の飲食店等、不特定の顧客が集まる場所に設置される場合も多い。
【０００３】
従来のカラオケ装置は、ステレオスピーカを用いて、設置される場所内全体に伴奏音及び歌唱音声を拡声していた。この場合、上記不特定の顧客が集まる店舗に設置されると、誰が歌唱した歌唱音声でも、店内の全てに聞こえるようになっていた。スナック等の飲食店では、他のグループの歌唱は必ずしも聞きたいものではなく、場合によっては耳障りなものである。これを解決するために、例えば、歌唱者に向けた指向性スピーカを設置し、歌唱者には歌唱音声を聞かせ、歌唱者以外にはガイドボーカルを聞かせたり、予め指定したグループと歌唱者には歌唱音声をきかせ、それ以外には、ガイドボーカルを聞かせたりしていた（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１のカラオケ装置では、ユーザの操作入力により予め設定されたグループと、指定した歌唱位置（カラオケ装置のモニタ付近）に向けて指向性を持たせて歌唱音声を放音し、他には指向性を持たせてガイドボーカルを放音していた。
【特許文献１】特開２００５−１７３１３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の発明では、歌唱者が歌唱中に位置を変更すると、その都度、その場にいる誰かが歌唱音声の放音方向を指定しなければならないという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、歌唱者に歌唱音声を放音するために、歌唱者の歌唱位置を追尾するカラオケ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、歌唱者の歌唱音声を含む周囲からの音声をマイクで収音し、音声信号を生成する収音手段と、複数のスピーカを有するスピーカアレイの２つのスピーカから、マスカーの基本周波数の倍音で構成される測定音を、該マスカーの発音と同時またはその直後に放音する放音手段と、該放音手段による前記測定音の放音から、前記収音手段による該測定音の収音までの経過時間に基づいて、前記マイク位置を検出するマイク位置検出手段と、を備え、前記放音手段は、前記マイク位置検出手段が検出した前記マイク位置に向けて、歌唱者に与えるべき放音音声を含む指向性ビームを放音することを特徴とする。
【０００８】
この構成では、カラオケ装置は、スピーカアレイの中の２つのスピーカから測定音をマスカーの発音と同時またはその直後に放音する。カラオケ装置は、スピーカアレイの中の２つのスピーカから放音した測定音をマイクで収音するまでの経過時間から、マイク位置を検出する。この際、測定音は、マスカーの基本周波数の倍音で構成される。また、カラオケ装置は、検出したマイク位置（歌唱者）に向けて、歌唱音声を含む指向性ビームを放音する。これにより、カラオケ装置は、歌唱者の歌唱位置を知ることができ、歌唱者に向けて、歌唱音声を含む指向性ビームを放音することができる。また、測定音は、マスカーの基本周波数の倍音で構成されるので、マスカーによりマスキングされる。このため、カラオケ装置は、人に知覚されることなく、測定音を放音して、歌唱者の歌唱位置を知ることができ、歌唱者に向けて、歌唱音声を含む指向性ビームを放音することができる。また、所定の間隔で測定音を放音することで、カラオケ装置は、歌唱者を追尾することができる。これにより、カラオケ装置は、歌唱者が移動しても、歌唱者に向けて歌唱音声を含む指向性ビームを放音することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、前記放音手段は、カラオケ曲の伴奏音を構成する１又は複数の楽器音をマスカーとして、予めカラオケ曲のデータに含まれる前記測定音を放音することを特徴とする。
【００１０】
この構成では、カラオケ曲の伴奏音の中から１又は複数の楽器音をマスカーとして、予めカラオケ曲に含まれた測定音を放音する。これにより、カラオケ演奏中、定期的に演奏される楽器音をマスカーとすることで、マスカーの発音と同時に、測定音を定期的に放音することができる。また、マスカーとなる楽器音が複数の場合は、測定音を放音回数を増すことができ、より定期的に測定音を放音することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、前記放音手段は、カラオケ曲の伴奏音を構成する１又は複数の楽器音の放音のタイミング毎に、その楽器音をマスカーとする前記測定音を生成して放音することを特徴とする。
【００１２】
この構成では、カラオケ装置は、カラオケ曲の伴奏音を解析して、マスカーとなる楽器音を決定し、マスカーの放音のタイミングで、測定音を生成して放音する。これにより、カラオケ曲に予め測定音が含まれていなくても、カラオケ装置は自動で測定音を生成して放音することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、前記放音手段は、歌唱音声の音圧レベルの上昇を検知し、その歌唱音声をマスカーとする前記測定音を生成して放音することを特徴とする。
【００１４】
この構成では、カラオケ装置は、マスカーである歌唱音声の音圧レベルの上昇を検知して、測定音を生成して放音する。これにより、アカペラ等の演目で、カラオケ曲に伴奏音が含まれない場合であっても、測定音を発音することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、マスカーの基本周波数の倍音で測定音を構成することで、カラオケ装置は、人に知覚されることなく、測定音をスピーカアレイの２つのスピーカから放音して、マイクで収音することができる。これにより、カラオケ装置は、マイクの位置を検出することができるので、歌唱者の歌唱位置を知ることができ、歌唱者に向けて歌唱音声を含む指向性ビームを放音することができる。更に、測定音を随時放音することで、歌唱者の歌唱位置を追尾することができ、歌唱者が移動しても、歌唱者に向けて歌唱音声を含む指向性ビームを放音することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の実施形態に係るカラオケ装置について、図１，２を参照して説明する。図１は、飲食店の店内を説明する図である。図１（Ａ）は、歌唱者がモニタの前で、歌唱している様子を示す。図１（Ｂ）は、歌唱者が、自身のグループの前で歌唱している様子を示す。図２は、マイク位置検出方法の説明図である。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、飲食店の店内５には、カラオケ装置１が設置されている。カラオケ装置１は、マイク２とスピーカアレイ３とモニタ４を有する。更に、店内５には、テーブル７（７ａ〜７ｄ）が配置され、各テーブル７ａ〜７ｄには、それぞれ顧客が着席している。また、テーブル７ａの顧客である歌唱者６は、カラオケ装置１を利用して歌唱する。なお、説明の簡単化のため、本実施形態では、歌唱者６の歌唱音声は、自身と自身が着席しているテーブル７ａとに聞かせ、他のテーブル７ｂ〜７ｄには歌唱音声を聞かせずに、ガイドボーカルを聞かせる場合について説明する。
【００１８】
歌唱者６が歌唱すると、カラオケ装置１は、歌唱音声を含む指向性ビーム７０ａを生成し、歌唱者６のグループが着席しているテーブル７ａに向けて放音するとともに、歌唱者６の位置を検出し、歌唱音声を含む指向性ビーム６ａを生成して、歌唱者６に放音する。図１（Ｂ）に示すように、歌唱者６が移動した場合、カラオケ装置１は、歌唱者６の位置を追尾し、歌唱音声を含む指向性ビーム６ａを生成して、歌唱者６に放音する。また、カラオケ装置１は、ガイドボーカルを含む指向性ビーム７０ｂ〜７０ｄを生成して、他のテーブル７ｂ〜７ｄへ放音する。この際、カラオケ装置１は、歌唱者６の操作入力を受け付け、歌唱音声を放音するテーブル７ａを指定させる。
【００１９】
本発明では、カラオケ装置１は、予めカラオケ曲に含まれる測定音を、スピーカアレイ３の両端のスピーカから放音し、マイク２で収音する。カラオケ装置１は、測定音の放音から収音までの時間を計測し、三角法を用いて、マイク２の位置を検出する。カラオケ装置１は、定期的に測定音を放音することで、マイク２を追尾し、マイク２に向けて、歌唱音声を含む指向性ビーム６ａを放音する。更に、測定音は、カラオケ曲の伴奏音に含まれる楽器音をマスカーとして、マスカーの基本周波数の倍音から構成される。カラオケ装置１は、マスカーの発音と同時又はマスカーの発音の直後に測定音を発音することで、測定音を同時マスキング又は経時マスキングしながら放音することができる。これにより、本発明では、人に知覚されることなく測定音を放音して、マイク２の位置を検出することができるので、歌唱者６を追尾しながら、歌唱音声を含む指向性ビーム６ａを歌唱者６に放音することができる。なお、本発明では、マスカーとは、測定音の発音を隠す音のことを言う。
【００２０】
以下に、マイク位置の検出方法について、図２を参照して説明する。図２に示すように、カラオケ装置１は、スピーカアレイ３（スピーカＳＰ１〜ＳＰｎ）の両端のスピーカＳＰ１とＳＰｎとから、測定音８３を放音する。測定音８３は、スピーカＳＰ１とスピーカＳＰｎとから放音されると、マイク２により収音される。ここで、スピーカＳＰ１から放音した測定音８３をマイク２で収音するまでの経過時間をＴａ、スピーカＳＰｎから放音した測定音８３をマイク２で収音するまでの経過時間をＴｂ、スピーカＳＰ１からの距離をＬａ、スピーカＳＰｎからの距離をＬｂとする。スピーカＳＰ１及びＳＰｎからの経過時間（Ｔａ＜Ｔｂ）から、スピーカＳＰ１及びＳＰｎからマイク２までの距離（Ｌａ＜Ｌｂ）が求まる。これに、三角法を利用して、マイク２の位置を算出する（（Ａ）参照）。また、経過時間がＴａ≒Ｔｂの場合（（Ｂ）参照）、経過時間がＴａ＞Ｔｂの場合（（Ｃ）参照）も同様の方法で、マイク２の位置を算出する。これにより、スピーカＳＰ１，ＳＰｎから定期的に測定音８３を放音することで、カラオケ装置１は、マイク２の位置を検出し、マイク２の位置を追尾して、歌唱音声を放音することができる。
【００２１】
次に、スピーカＳＰ１，ＳＰｎから放音する測定音８３について、図３，４を参照して説明する。図３は、マスカーの選択についての説明図である。図３（Ａ）は、マスカーに適している例を示す。図３（Ｂ）は、マスカーに適さない例を示す。図４は、測定音の加算についての説明図である。
【００２２】
測定音８３は、カラオケ曲の伴奏音に含まれる楽器音をマスカーとして、マスカーの基本周波数の倍音を用いて生成される。測定音８３は、マスカーの発音と同時に発音されたり、マスカーの発音の直後に発音されたりすることで、同時マスキング、又は経時マスキングされる。また、測定音８３は、楽器音の種類とレベルに応じて、音圧レベルが変更される。例えば、楽器音の音圧が上昇すると、測定音８３の音圧を上げ、楽器音の音圧が下降すると、測定音８３の音圧を下げる。これにより、歌唱者６や店内５の顧客は、測定音８３を知覚せずに、カラオケを楽しむことができる。
【００２３】
マスカーに適している楽器音は、図３（Ａ）に示すように、低域から高域まで、音の成分がある楽器音である。例えば、ハープシーコード、グロッケン、シロホン等の楽器音や、波形がノコギリ波になる楽器音である。また、マスカーに適さない楽器音は、図３（Ｂ）に示すように、低域のみに音の成分があり、高域は音の成分がない楽器音である。例えば、オルガン、ホルン等の楽器音である。
【００２４】
ここで、一般的に、人の聴覚が知覚できる周波数帯域は、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度であり、１５ｋＨｚ以上の周波数帯域は、人によって聞こえたり聞こえなかったりする。そこで、図４に示すように、音階のある楽器をマスカーとする場合は、マスカーとなる楽器音の基本周波数の倍音で、かつ、人が聞き取り難い周波数帯域（１５ｋＨｚ〜）に測定音８３を生成する。また、音階のない楽器をマスカーとする場合は、マスカーとなる楽器音の周波数成分がある帯域で、かつ、人が聞き取り難い帯域（１５ｋＨｚ〜）に測定音８３を生成する。これにより、測定音８３は、マスカーによりマスキングされ、かつ、人が聞き取り難い周波数帯域からなる音なので、歌唱者６や店内５の顧客により知覚されなくなる。
【００２５】
具体的に、例えば、この測定音８３は、伴奏音８１の人が聞き取り難い周波数帯域（１５ｋＨｚ〜）に予め含まれており、伴奏音８１とともにカラオケ装置１から放音される。カラオケ装置１は、伴奏音８１をスピーカアレイ３から放音する際に、ローパスフィルタに伴奏音８１と測定音８３とを通過させる。カラオケ装置１は、人が聞き取り難い周波数帯域（１５ｋＨｚ〜）をカットすることで、測定音８３を取り除いた伴奏音８１のみをスピーカアレイ３から放音する。次に、カラオケ装置１は、ローパスフィルタで取り除いた帯域（１５ｋＨｚ〜）から測定音８３が存在する帯域を取得するバンドパスフィルタに伴奏音８１と測定音８３とを通過させることで、測定音８３を取得して、両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから放音する。これにより、スピーカアレイ３の各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎから伴奏音８１を放音し、両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎは、伴奏音８１と一緒に測定音８３を放音することができる。
【００２６】
なお、測定音８３は、必ずしも人が聞き取り難い周波数帯域（１５ｋＨｚ〜）で生成される必要はなく、マスカーとなる楽器が音階を有する場合は、マスカーの基本周波数の倍音で生成されればよく、マスカーとなる楽器が音階を有しない場合は、マスカーの音の周波数成分のある帯域で生成されればよい。この場合、カラオケ装置１は、伴奏音８１やマイク２が収音した歌唱音声等から測定音８３を検出できればよい。
【００２７】
次に、カラオケ装置１の機能について、図５を参照して説明する。図５は、カラオケ装置の機能ブロック図である。カラオケ装置１は、操作部１００、制御部１０、記憶部８、ＭＩＤＩ音源９１、ガイドボーカル再生部９２、マイク２、スピーカアレイ３（スピーカＳＰ１〜ＳＰｎ）、Ａ／Ｄコンバータ１１，１６、ビーム形成部１３，１８、ローパスフィルタ１２，１７、バンドパスフィルタ１４（１４ａ〜１４ｄ），１９（１９ａ〜１９ｄ）、マイク位置検出部１５、ミキサ２０、Ｄ／Ａコンバータ２１（２１−１〜２１−ｎ）及びＡＭＰ２２（２２−１〜２２−ｎ）から構成される。以下、説明の簡単化のため、本実施形態で用いるマイク２の収音範囲は、２０ｋＨｚ以下とし、測定音８３は、１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域で生成されるものとして以下に説明する。
【００２８】
操作部１００は、歌唱者６等の操作入力を受け、操作入力内容を制御部１０へ出力する。例えば、操作部１００は、カラオケ曲の選曲や、歌唱者６の歌唱音声を放音するテーブル７ａの指定や、ガイドメロディ８２を放音する／放音しない等の各種設定が入力される。また、説明の簡単化のため、ガイドメロディ８２を放音しないよう設定されたものとする。
【００２９】
制御部１０は、操作部１００の操作入力を受け、以下に説明するカラオケ装置１の各機能部を制御する。各機能部の制御方法については、後述する。
【００３０】
記憶部８は、複数のカラオケ曲を記憶しており、カラオケ曲毎に、伴奏音８１のデータ、ガイドメロディ８２のデータ、測定音８３のデータ、ガイドボーカル８４のデータを記憶する。
【００３１】
ＭＩＤＩ音源９１は、制御部１０の指示により、記憶部８から伴奏音８１のデータ、ガイドメロディ８２のデータ、測定音８３のデータを逐次取得し、Ａ／Ｄコンバータ１１に出力する。伴奏音８１は、色々な楽器音から構成される。ガイドメロディ８２は、伴奏音８１の主旋律であり、歌唱者６の歌唱を支援するものである。測定音８３は、伴奏音８１の中から、１つ又は複数の楽器音をマスカーとして、マスカーの基本周波数の倍音で生成されている。この際、マスカーとなる楽器音は、カラオケ曲に応じて適切に選択される。また、測定音８３は、定期的（例えば１小節毎等）に、放音されるようになっている。更に、測定音８３は、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから放音される。この際、測定音８３は、スピーカＳＰ１，ＳＰｎ毎に、異なる周波数帯域で生成され、スピーカＳＰ１，ＳＰｎから放音される。これにより、カラオケ装置１は、マイク２で収音した測定音８３がスピーカＳＰ１，ＳＰｎのどちらから放音されたか判別することができる。
【００３２】
また、カラオケ装置１は、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから同時又は別々に測定音８３を放音しても、マイク２の位置を検出することができる。この際、スピーカＳＰ１とスピーカＳＰｎとから別々に測定音８３を放音する場合には、同じ周波数の測定音８３を放音してもよい。また、スピーカＳＰ１とスピーカＳＰ２とから同時に測定音８３を放音する場合には、それぞれ周波数を変える必要がある。更に、歌唱者が連続的に移動している場合には、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから同時に測定音８３を放音した方が、別々に放音するより、マイク２の位置を正確に検出することができる。
【００３３】
ガイドボーカル再生部９２は、制御部１０の指示により、記憶部８からガイドボーカル８４のデータを逐次取得して、Ａ／Ｄコンバータ１１に出力する。ガイドボーカル８４は、手本となる歌唱音声から構成され、歌唱者６の歌唱を支援するためのものである。
【００３４】
Ａ／Ｄコンバータ１１は、ＭＩＤＩ音源９１やガイドボーカル再生部９２から入力されたこれらのデータをアナログ形式からデジタル形式に変換して、オーディオ信号を生成する。
【００３５】
ローパスフィルタ１２は、Ａ／Ｄコンバータ１１に入力されたオーディオ信号から、測定音８３のオーディオ信号が存在しない周波数帯域（〜１５ｋＨｚ）だけを通過させ、後述するビーム形成部１３に入力する。また、バンドパスフィルタ１４（１４ａ〜１４ｄ）は、Ａ／Ｄコンバータ１１に入力されたオーディオ信号から、測定音８３のオーディオ信号が存在する帯域の周波数成分（１５〜２０ｋＨｚの一部の周波数成分）だけを通過させ、後述するマイク位置検出部１５に入力する。この際、バンドパスフィルタ１４ａ〜１４ｄは、それぞれ異なる周波数成分を取り出す。
【００３６】
マイク２は、歌唱者６の歌唱音声を収音するとともに、スピーカＳＰ１〜ＳＰｎから放音された放音音声についても収音する。マイク２は、収音した歌唱者６の歌唱音声とともに、スピーカアレイ３からの放音音声（伴奏音８１、測定音８３、ガイドボーカル８４等）をＡ／Ｄコンバータ１６、各フィルタ１７，１９（１９ａ〜１９ｄ）を介して、ビーム形成部１８、後述するマイク位置検出部１５に入力する。この際、歌唱音声とスピーカアレイ３からの放音音声と（以下、歌唱音声とスピーカアレイ３からの放音音声とを、収音音声と称す。）は、Ａ／Ｄコンバータ１６にてＡ／Ｄ変換され、収音音声信号として生成される。また、ローパスフィルタ１７は、測定音８３を含まない収音音声信号の低域部分（〜１５ｋＨｚ）だけを通過させ、ビーム形成部１８に入力する。この際、ローパスフィルタ１７は、ローパスフィルタ１２に対応する周波数成分を収音音声信号から取り出す。また、バンドパスフィルタ１９（１９ａ〜１９ｄ）は、測定音８３を含む収音音声信号の周波数成分（１５〜２０ｋＨｚの一部の周波数成分）だけを通過させ、後述するマイク位置検出部１５に入力する。この際、バンドパスフィルタ１９ａ〜１９ｄは、それぞれがバンドパスフィルタ１４ａ〜１４ｄに対応した周波数成分を収音音声信号から取り出す。
【００３７】
ビーム形成部１３，１８は、スピーカアレイ３から指向性を持たせて、指向性ビーム６ａ，７０ａ〜７０ｄを放音するとともに、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから指向性を持たせずに伴奏音８１を放音するよう、各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎに対応する放音音声信号を形成する。具体的には、ビーム形成部１３は、制御部１０の指示により、ローパスフィルタ１２によってフィルタリングされた伴奏音８１のオーディオ信号とガイドボーカル８４のオーディオ信号とから、スピーカアレイ３を構成する各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎのそれぞれに対応した放音音声信号を形成して、ミキサ２０へ放音音声信号を出力する。また、ビーム形成部１８は、ローパスフィルタ１７によって測定音８３を除去した収音音声信号から、スピーカアレイ３を構成する各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎのそれぞれに対応した放音音声信号を形成して、ミキサ２０へ出力する。この際、ビーム形成部１３，１８は、後述するマイク位置検出部１５からビーム形成係数が入力されると、このビーム形成係数に基づいて、指向性ビーム６ａの放音方向を決定し、対応する各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎの放音音声信号を形成して、ミキサ２０へ出力する。
【００３８】
ミキサ２０は、ビーム形成部１３，１８から入力された放音音声信号（伴奏音８１、ガイドボーカル８４、収音音声）に対して、ミキシングを行う。具体的には、ミキサ２０は、両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎに入力される放音音声信号に対して、バンドパスフィルタ１４から入力された測定音８３を加算する。この際、ミキサ２０は、歌唱者６、歌唱者６のグループが着席するテーブル７ａに対する指向性ビーム６ａ，７０ａは、歌唱音声の放音音声信号と伴奏音８１の放音音声信号等を加算して生成する。また、他のテーブル７ｂ〜７ｄに対する指向性ビーム７０ｂ〜７０ｄは、ガイドボーカル８４の放音音声信号と伴奏音８１の放音音声信号等を加算して生成する。ミキサ２０は、放音音声信号をＤ／Ａコンバータ２１（２１−１〜２１−ｎ）及びＡＭＰ２２（２２−１〜２２−ｎ）を介して、スピーカＳＰ１〜ＳＰｎに入力する。ここで、Ｄ／Ａコンバータ２１、ＡＭＰ２２は、放音音声信号に対してＤ／Ａ変換や増幅等を行い、スピーカＳＰ１〜ＳＰｎは、指向性ビーム６ａ，７０ａ〜７０ｄを放音する。
【００３９】
マイク位置検出部１５は、レベル検出部１５１（１５１ａ〜１５１ｄ），１５３（１５３ａ〜１５３ｄ）、タイマ部１５２（１５２ａ〜１５２ｄ）、マイク位置算出部１５４及びビーム形成係数算出部１５５から構成される。マイク位置検出部１５は、歌唱者６に放音する指向性ビーム６ａの放音方向を決定するビーム形成係数を算出する。
【００４０】
具体的には、レベル検出部１５１は、バンドパスフィルタ１４を介して入力されたオーディオ信号に含まれる測定音８３のオーディオ信号を検出すると、タイマ部１５２にタイマの起動を指示する。レベル検出部１５３は、バンドパスフィルタ１９を介して入力された収音音声信号に含まれる測定音８３のオーディオ信号を検出すると、タイマ部１５２にタイマの終了を指示する。タイマ部１５２は、タイマの起動指示を受けてから終了指示を受けるまでの時間を計時して、マイク位置算出部１５４にこの時間情報を出力する。
【００４１】
この際、バンドパスフィルタ１４ａ〜１４ｄの各々とバンドパスフィルタ１９ａ〜１９ｄの各々とは、同じ周波数成分を取り出すので、スピーカＳＰ１，ＳＰｎから放音された測定音８３（レベル検出部１５１にて検出）と、マイク２により収音された測定音８３（レベル検出部１５３にて検出）とを対応付けて検出することができる。このため、タイマ部１５２は、タイマの起動から終了までの時間を求めることで、スピーカＳＰ１，ＳＰｎから測定音８３を放音してから、マイク２で測定音８３を収音するまでの時間（以下、経過時間と称す。）を求めることができる。
【００４２】
また、スピーカＳＰ１，ＳＰｎは、異なる周波数成分を取り出すバンドパスフィルタ１４ａ〜１４ｄを通過させて、測定音８３を放音する。これにより、レベル検出部１５１，１５３に入力される測定音８３は、スピーカＳＰ１，ＳＰｎのどちらに対応しているか分かる。このため、タイマ部１５２は、スピーカＳＰ１，ＳＰｎ毎に、経過時間を求めることができる。
【００４３】
マイク位置算出部１５４は、スピーカＳＰ１，ＳＰｎ毎の経過時間に基づいて、マイク２の位置を算出する。マイク位置算出部１５４で算出したマイク２の位置に基づいて、ビーム形成係数算出部１５５は、マイク２の位置の方向に指向性を持たせたビーム形成係数を算出する。ビーム形成係数は、ビーム形成部１３，１８に出力される。
【００４４】
次に、歌唱者６に向けた指向性ビーム６ａの生成時の処理の流れについて、図６を参照して説明する。図６は、カラオケ曲に測定音が含まれる場合における指向性ビームの生成手順を示すフローチャートである。なお、説明の簡単化のため、各テーブル７ａ〜７ｄに対する指向性ビーム７０ａ〜７０ｄの生成方法を除いて、歌唱者６に対する指向性ビーム６ａの生成方法についてのみ記載する。
【００４５】
まず、カラオケ演奏時の処理の流れについて説明する。図６に示すように、ステップＳ１０１にて、ＭＩＤＩ音源９１は、制御部１０の指示により、伴奏音８１のデータとガイドメロディ８２のデータと測定音８３のデータを、記憶部８から読み出して逐次Ａ／Ｄコンバータ１１へ出力する。この際、各データは、Ａ／Ｄ変換され、それぞれに対応したオーディオ信号が生成されて、ステップＳ１０２へ進む。
【００４６】
ステップＳ１０２にて、伴奏音８１のオーディオ信号とガイドメロディ８２のオーディオ信号と測定音８３のオーディオ信号は、ローパスフィルタ１２へ出力される。この際、これらのオーディオ信号から、測定音８３のオーディオ信号が取り除かれる。ローパスフィルタ１２を通過した伴奏音８１のオーディオ信号とガイドメロディ８２のオーディオ信号とは、ビーム形成部１３に出力され（Ｓ１０３）、ステップＳ１０４へ進む。
【００４７】
ステップＳ１０４にて、ビーム形成部１３に、ビーム形成係数が入力されているかどうか調べる。ビーム形成係数が入力されている場合（歌唱途中）（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０６へ進む。
【００４８】
ビーム形成係数が入力されていない場合（歌唱開始時）（Ｓ１０４：Ｎｏ）、制御部１０の指示により、ビーム形成部１３は、モニタ４に向けて指向性ビーム６ａを放音するように、伴奏音８１のオーディオ信号から放音音声信号を生成する（Ｓ１０５）。このように、歌唱者６の歌唱開始時は、歌唱位置の検出を開始していないので、ビーム形成係数が入力されていない。そこで、ビーム形成部１３は、モニタ４に向けて指向性ビーム６ａを放音するよう放音音声信号を生成する。また、ビーム形成部１３は、ビーム形成係数が入力されている場合のみ、放音音声信号を生成してもよい。
【００４９】
ステップＳ１０６にて、制御部１０の指示により、ビーム形成部１３は、ビーム形成係数に基づいて指向性制御を行い、伴奏音８１のオーディオ信号から放音音声信号を生成して、ステップＳ１０７へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０７にて、ビーム形成部１３は、生成した放音音声信号をミキサ２０へ出力して、ステップＳ１０８へ進む。
【００５１】
ステップＳ１０８にて、伴奏音８１のオーディオ信号とガイドメロディ８２のオーディオ信号と測定音８３のオーディオ信号は、バンドパスフィルタ１４へ出力される。バンドパスフィルタ１４は、これらのオーディオ信号から、測定音８３のオーディオ信号のみを通過させて、レベル検出部１５１へ出力する。そして、レベル検出部１５１にて、測定音８３のオーディオ信号が検出される（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）と、タイマ部１５２は、タイマを起動して（Ｓ１１０）、ステップＳ１１１へ進む。
【００５２】
ステップＳ１１１にて、バンドパスフィルタ１４から出力された測定音８３のオーディオ信号は、ミキサ２０において放音音声信号と加算される。この際、測定音８３は、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから放音されるように、放音音声信号に加算される。
【００５３】
ステップＳ１１２にて、これらの放音音声信号は、対応するＤ／Ａコンバータ２１、ＡＭＰ２２を介して、スピーカＳＰ１〜ＳＰｎから放音され、ステップＳ１１３へ進む。この放音音声信号は、指向性ビーム６ａとなり、歌唱者６に向けて放音される。
【００５４】
ステップＳ１１３にて、マイク２は、歌唱者６の歌唱音声とスピーカアレイ３から放音された放音音声と（以下、収音音声と称す。）を収音する。これら収音音声は、Ａ／Ｄコンバータ１１へ入力されて、ステップＳ１１４へ進む。この際、収音音声は、Ａ／Ｄ変換され、収音音声信号として生成される。
【００５５】
ステップＳ１１４にて、収音音声信号は、ローパスフィルタ１７へ出力される。この際、収音音声信号から、測定音８３のオーディオ信号（スピーカアレイ３から放音された放音音声に含まれる）が取り除かれる。ローパスフィルタ１７を通過した収音音声信号は、ビーム形成部１８に出力され（Ｓ１１５）、ステップＳ１１６へ進む。
【００５６】
ステップＳ１１６にて、ビーム形成部１８に、ビーム形成係数が入力されているかどうか調べる。ビーム形成係数が入力されている場合（歌唱途中）（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１８へ進む。
【００５７】
ビーム形成係数が入力されていない場合（歌唱開始時）（Ｓ１１６：Ｎｏ）、制御部１０の指示により、ビーム形成部１８は、モニタ４に向けて指向性ビーム６ａを放音するように、収音音声信号から放音音声信号を生成する（Ｓ１１７）。このように、歌唱者６の歌唱開始時は、歌唱位置の検出を開始していないので、ビーム形成係数が入力されていない。そこで、ビーム形成部１８は、モニタ４に向けて指向性ビーム６ａを放音するよう放音音声信号を生成する。また、ビーム形成部１８は、ビーム形成係数が入力されている場合のみ、放音音声信号を生成してもよい。
【００５８】
ステップＳ１１８にて、制御部１０の指示により、ビーム形成部１８は、ビーム形成係数に基づいて指向性制御を行い、収音音声信号から放音音声信号を生成して、ステップＳ１１９へ進む。
【００５９】
ステップＳ１１９にて、ビーム形成部１８は、放音音声信号をミキサ２０へ出力して、ステップＳ１２０へ進む。
【００６０】
ステップＳ１２０にて、収音音声信号は、バンドパスフィルタ１９へ出力される。バンドパスフィルタ１９は、収音音声信号から、測定音８３のオーディオ信号を取得して、レベル検出部１５３へ出力する。そして、レベル検出部１５３にて、測定音８３のオーディオ信号が検出される（Ｓ１２１：Ｙｅｓ）と、タイマ部１５２は、タイマを停止して（Ｓ１２２）、ステップＳ１２３へ進む。
【００６１】
ステップＳ１２３にて、マイク位置算出部１５４は、タイマの起動から停止までの計測時間に基づいて、マイク２の位置を算出して、ステップＳ１２４へ進む。
【００６２】
ステップＳ１２４にて、ビーム形成係数算出部１５５は、マイク２の位置に指向性ビーム６ａがスピーカアレイ３から放音されるように、ビーム形成係数を算出する。カラオケ装置１は、算出したビーム形成係数をビーム形成部１３，１８に入力して、ステップＳ１０１へ戻る。
【００６３】
カラオケ装置１は、以上に示すステップＳ１０１〜Ｓ１２４の処理を繰り返し行い、カラオケ曲が終了するまで、スピーカアレイ３から伴奏音８１と測定音８３とマイク２で収音した収音音声とを放音する。
【００６４】
以上より、第１実施形態に係るカラオケ装置１は、スピーカアレイ３から指向性を持たせて歌唱音声、ガイドボーカル、伴奏音８１を放音するとともに、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから伴奏音８１と測定音８３を放音することができる。カラオケ装置１は、この測定音８３をマイク２で収音するまでの経過時間を求めることにより、マイク位置、つまり歌唱者６の位置を検出することができ、歌唱者６に指向性ビーム６ａを放音することができる。また、測定音８３は、楽器音をマスカーとして、マスカーの基本周波数の倍音で構成され、それらの発音のタイミングで発音される。これにより、歌唱者６や店内５の顧客は、測定音８３を知覚せずに、カラオケを楽しむことができる。更に、測定音８３は、人が知覚し難い周波数帯域を用いて生成されているので、歌唱者６や店内５の顧客は、測定音８３をより知覚することがない。
【００６５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図７，８を参照して説明する。本発明の第２実施形態のカラオケ装置１は、測定音８３のデータがカラオケ曲に含まれない点が第１実施形態と異なる。そこで、カラオケ装置１は、伴奏音８１のデータを解析し、マスカーとなる楽器音を決定する。カラオケ装置１は、マスカーとなる楽器音の発音のタイミングで測定音８３を生成して発音する。この際、測定音８３は、伴奏音８１から選択された楽器音（例えば、ハープシーコード）をマスカーとして、このマスカーの基本周波数の倍音で生成される。図７は、カラオケ装置の機能ブロック図である。図８は、伴奏音に基づいて測定音を生成する場合における指向性ビームの生成手順を示すフローチャートである。
【００６６】
図７に示すように、第２実施形態のカラオケ装置１は、カラオケ曲に測定音８３が含まれない。また、カラオケ装置１に、ＭＩＤＩ信号解析部２３、測定音ＭＩＤＩ信号生成部２４及びＭＩＤＩ信号併合部２５が更に備えられる。これらの機能部について、以下に説明する。
【００６７】
ＭＩＤＩ信号解析部２３は、伴奏音８１のＭＩＤＩデータを解析して、マスカーとなる楽器音をハープシーコードに決定する。ＭＩＤＩ信号解析部２３は、マスカーの基本周波数の倍音で、かつ、マスカーと同じタイミングで測定音８３を生成するように測定音ＭＩＤＩ信号生成部２４に指示する。具体的には、一定の時間（例えば１小節）内における伴奏音８１のＭＩＤＩデータから検出されるハープシーコードの音符のうち、ベロシティの値とボリュームの値とエクスプレッションの値を読み取ることにより、音圧レベルが最も大きい音符を検出し、マスカーとして選択する。測定音８３のＭＩＤＩデータは、マスカーの周波数（マスカーのノートナンバーの値とピッチベンドの値などから算出される）の整数倍となるように、ノートナンバーの値とピッチベンドの値が決定され、マスカーのノートオンの値と同じ値でノートオンの値が決定され、マスカーのベロシティの値とボリュームの値とエクスプレッションの値に基づいて適切にベロシティの値とボリュームの値とエクスプレッションの値が決定される。測定音ＭＩＤＩ信号生成部２４は、これらの値をＭＩＤＩ信号解析部２３から受け取り、その値に基づいて測定音８３のＭＩＤＩデータを生成する。
【００６８】
また、ＭＩＤＩ信号解析部２３は、１又は複数の基本周波数に基づいて測定音８３を生成する。複数の基本周波数に基づいて測定音８３を生成した場合、特定の基本周波数の放音が中断しても、他の基本周波数の放音に基づいて測定音８３を生成することで、定期的に測定音８３を放音することができる。また、マスカーとなる楽器音は、１つに限らないので、マスカーに適した楽器音であれば、複数の楽器音（ハープシーコード，グロッケン）を用いてもよい。これにより、一方の楽器音の放音が中断しても、他の楽器音の放音に基づいて測定音８３を生成することで、定期的に測定音８３を放音することができる。また、マスカーとして、音階を有しない楽器を用いた場合は、マスカーの音の周波数成分のある帯域に測定音８３を生成する。
【００６９】
この測定音８３は、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから同時に放音されても、別々に放音されてもよい。スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから測定音８３が同時に放音される場合には、スピーカＳＰ１，ＳＰｎ毎に異なる周波数にて測定音８３を生成する。
【００７０】
測定音ＭＩＤＩ信号生成部２４は、ＭＩＤＩ信号解析部２３の指示を受け、測定音８３のＭＩＤＩ信号を生成して、ＭＩＤＩ信号併合部２５に出力する。具体的には、ＭＩＤＩ信号解析部２３の指示により、ハープシーコードと同じタイミングで発音し、かつ、ハープシーコードの基本周波数の倍音になるような測定音８３のＭＩＤＩ信号を生成し、ＭＩＤＩ信号併合部２５に出力する。
【００７１】
なお、マスカーとして伴奏音８１とガイドメロディ８２の両方を用いることができる。しかしながら、伴奏音８１の方がガイドメロディ８２より、音圧レベルが高いので、マスカーには、ガイドメロディ８２より音圧レベルの高い伴奏音８１を用いた方がより適している。
【００７２】
ＭＩＤＩ信号併合部２５は、伴奏音８１のＭＩＤＩデータに測定音８３のＭＩＤＩデータを付加して、ＭＩＤＩ音源９１に出力する。ＭＩＤＩ音源９１は、ＭＩＤＩ信号併合部２５で併合された伴奏音８１のＭＩＤＩデータと測定音８３のＭＩＤＩデータをそれぞれオーディオ信号に変換して出力する。以上のように、伴奏音８１を解析して、測定音８３を生成する。
【００７３】
なお、測定音８３は、必ずしも人が聞き取り難い周波数帯域（１５ｋＨｚ〜）で生成される必要はなく、マスカーとなる楽器が音階を有する場合は、マスカーの基本周波数の倍音で生成されればよく、マスカーとなる楽器が音階を有しない場合は、マスカーの音の周波数成分のある帯域で生成されればよい。この場合、カラオケ装置１は、伴奏音８１やマイク２が収音した歌唱音声等から測定音８３を検出できればよい。
【００７４】
また、図８に示すように、歌唱者６に向けた指向性ビームの生成時の処理の流れは、第２実施形態では、第１実施形態の処理にステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理が追加される。以下に、追加されたステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理についてのみ説明する。
【００７５】
ステップＳ２０１にて、制御部１０は、伴奏音８１のＭＩＤＩデータとガイドメロディ８２のＭＩＤＩデータとを記憶部８からＭＩＤＩ信号解析部２３へ入力する。ＭＩＤＩ信号解析部２３は、伴奏音８１のＭＩＤＩデータの解析を行い、伴奏音８１からマスカーになる楽器音（ハープシーコード）を決定（Ｓ２０２）して、ステップＳ２０３へ進む。
【００７６】
ステップＳ２０３にて、ＭＩＤＩ信号解析部２３は、一定の時間（例えば１小節）内に、ハープシーコードの基本周波数の音圧レベルが急激に上昇したかどうか調べる。ハープシーコードの基本周波数の音圧レベルの急激な上昇を検出すると、（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４へ進む。
【００７７】
ステップＳ２０４にて、測定音ＭＩＤＩ信号生成部２４は、音圧レベルが急激に上昇した基本周波数の倍音で、測定音８３のＭＩＤＩデータを生成して、ステップＳ２０５へ進む。この際、音圧レベルが急激に上昇した基本周波数の音圧レベルに基づいて、測定音８３の音圧レベルを決定する。
【００７８】
ステップＳ２０５にて、ＭＩＤＩ信号併合部２５は、伴奏音８１のＭＩＤＩデータに測定音８３のＭＩＤＩデータを付加して、ステップＳ２０６へ進む。この際、ＭＩＤＩ信号併合部２５は、音圧レベルが急激に上昇した基本周波数により測定音８３が同時マスキングされるように付加する。
【００７９】
ステップＳ２０６にて、ＭＩＤＩ信号解析部２３は、伴奏音８１の解析が終了するまで（Ｓ２０６：Ｎｏ）、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理を繰り返し行う。この際、伴奏音８１の解析の終了は、伴奏音８１がＭＩＤＩ信号解析部２３に入力されなくなったことにより分かる。伴奏音８１の解析が完了したら（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７へ進む。なお、ステップＳ２０７以降の処理は、第１実施形態のステップＳ１０１以降と同じ処理を行う。
【００８０】
なお、第２実施形態では、伴奏音８１を解析して、伴奏音８１に測定音８３の付加が完了した後に、伴奏音８１等の放音を開始している。しかしながら、これに限らず、図９に示すように、伴奏音８１を解析して、伴奏音８１に測定音８３を付加しながら、伴奏音８１等の放音を開始してもよい。なお、図９は、図８のＳ２０６の処理を行わずに、すぐにＳ２０７の処理を行うようにしたフローである。
【００８１】
また、第２実施形態では、マスカーをハープシーコードとしたが、これに限らず、マスカーに適した楽器音であれば他の楽器音でもよい。また、マスカーとして複数の楽器音を用いる場合について、ハープシーコードとグロッケンとを用いたが、これに限らず、マスカーに適した楽器音を複数用いればよい。
【００８２】
以上より、第２実施形態に係るカラオケ装置１では、カラオケ曲に測定音８３が含まれていなくても、伴奏音８１を解析することで測定音８３を生成して発音することができる。これにより、第１実施形態と同様に、マイク位置の検出ができ、歌唱者６に指向性ビーム６ａを放音することができる。
【００８３】
第１，第２実施形態においては、スピーカアレイ３から、歌唱者６と歌唱者６のグループが着席するテーブル７ａに向けて伴奏音８１と歌唱音声とからなる指向性ビーム６ａ，７０ａを放音し、他のテーブル７ｂ〜７ｄに向けて伴奏音８１とガイドボーカル８４とからなる指向性ビーム７０ｂ〜７０ｄを放音する。更に、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから測定音８３と伴奏音８１とを指向性を持たせずに放音するとして本発明の説明を行った。しかしながら、これに限らず、スピーカアレイ３から、歌唱者６と歌唱者６のグループが着席するテーブル７ａに向けて歌唱音声からなる指向性ビーム６ａ，７０ａを放音し、他のテーブル７ｂ〜７ｄに向けてガイドボーカル８４からなる指向性ビーム７０ｂ〜７０ｄを放音してもよい。更に、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから伴奏音８１と測定音８３とを指向性を持たせずに放音してもよい。また、スピーカアレイ３から、歌唱者６と歌唱者６のグループが着席するテーブル７ａに向けて伴奏音８１と歌唱音声と測定音８３とからなる指向性ビーム６ａ，７０ａを放音し、他のテーブル７ｂ〜７ｄに向けて伴奏音８１とガイドボーカル８４と測定音８３とからなる指向性ビーム７０ｂ〜７０ｄを放音してもよい。つまり、第１，第２実施形態では、マスカーとなる伴奏音８１とともに測定音８３がスピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから放音されればよい。
【００８４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図１０，１１を参照して説明する。本発明の第３実施形態のカラオケ装置１は、伴奏音８１のデータとガイドメロディ８２のデータと測定音８３のデータとがＭＩＤＩ音源９１に含まれない（例えば、アカペラ曲等）点が第１実施形態と異なる。そこで、カラオケ装置１は、歌唱者６の歌唱音声を解析し、歌唱音声の音圧レベルが上昇するタイミングで測定音８３を生成して発音する。図１０は、カラオケ装置の機能ブロック図である。図１１は、歌唱音声に基づいて測定音を生成する場合における指向性ビームの生成手順を示すフローチャートである。
【００８５】
図１０に示すように、第３実施形態は、カラオケ曲に伴奏音８１のデータとガイドメロディ８２のデータと測定音８３のデータとが含まれない。また、カラオケ装置１に、音声信号解析部２６、測定音生成部２７及び信号併合部２８が更に備えられる。これらの機能部について、以下に説明する。
【００８６】
音声信号解析部２６は、歌唱者６の歌唱音声を解析して、測定音８３の生成タイミングになると、測定音生成部２７に測定音８３を生成するよう指示する。具体的には、例えば、音声信号解析部２６は、歌唱音声の音声信号の急激な音圧レベルの上昇が検出されると、測定音生成部２７に測定音８３を生成するよう指示する。音声信号解析部２６は、歌唱音声の音声信号の急激な音圧レベルの上昇を、１小節毎に検出し、定期的に測定音８３を生成するよう指示する。この際、測定音８３のレベルは、歌唱音声の音声信号の音圧レベルに応じて決定される。また、この測定音８３は、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから同時に放音されても、別々に放音されてもよい。スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから測定音８３が同時に放音される場合には、スピーカＳＰ１，ＳＰｎ毎に異なる周波数にて測定音８３を生成する。
【００８７】
測定音生成部２７は、音声信号解析部２６の指示を受け、測定音８３のオーディオ信号を生成して、信号併合部２８に出力する。具体的には、測定音生成部２７は、歌唱音声の基本周波数の倍音になるよう測定音８３を生成する。
【００８８】
信号併合部２８は、歌唱音声の音声信号に測定音８３のオーディオ信号を付加して、バンドパスフィルタ２９（２９ａ〜２９ｄ）に出力する。以上のように、歌唱音声を解析して、測定音８３を生成する。
【００８９】
また、図１１に示すように、歌唱者６に向けた指向性ビーム６ａの生成時の処理の流れは、第３実施形態では、第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１１２の処理の削除し、ステップＳ１１９とステップＳ１２０との間にステップＳ３０９〜Ｓ３１７の処理が追加される。以下に、追加されたステップＳ３０９〜Ｓ３１７の処理についてのみ説明する。
【００９０】
図１１に示すように、ステップＳ３０９にて、マイク２で収音された収音音声信号が入力されると、音声信号解析部２６は、収音音声信号の音圧レベルの上昇を検出したかどうか調べる。収音音声信号の音圧レベルの急激な上昇を検出すると（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）と、ステップＳ３１１へ進む。
【００９１】
ステップＳ３１１にて、測定音生成部２７は、収音音声信号の基本周波数の倍音で、測定音８３のオーディオ信号を生成して、ステップＳ３１２へ進む。この際、収音音声信号の音圧レベルに基づいて、測定音８３の音圧レベルを決定する。
【００９２】
ステップＳ３１２にて、信号併合部２８は、収音音声信号に、測定音８３のオーディオ信号を付与して、ステップＳ３１３へ進む。この際、信号併合部２８は、収音音声信号により測定音８３のオーディオ信号が経時マスキングされるように加算する。
【００９３】
ステップＳ３１３にて、測定音８３のオーディオ信号が付与された収音音声信号は、バンドパスフィルタ２９へ出力される。バンドパスフィルタ２９は、収音音声信号から測定音８３のオーディオ信号だけを通過させて、レベル検出部１５１へ出力する。そして、レベル検出部１５１にて、測定音８３のオーディオ信号が検出される（Ｓ３１４：Ｙｅｓ）と、タイマ部１５２は、タイマを起動（Ｓ３１５）して、ステップＳ３１６へ進む。
【００９４】
ステップＳ３１６にて、バンドパスフィルタ２９から出力された測定音８３のオーディオ信号をミキサ２０に出力する。ミキサ２０は、測定音８３のオーディオ信号を放音音声信号に加算して、ステップＳ３１７へ進む。この際、測定音８３は、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから放音されるように、放音音声信号に加算される。
【００９５】
ステップＳ３１７にて、これらの放音音声信号は、対応するＤ／Ａコンバータ２１、ＡＭＰ２２を介して、スピーカＳＰ１〜ＳＰｎから放音され、ステップＳ３１８へ進む。この放音音声信号は、指向性ビーム６ａとなり、歌唱者６に向けて放音される。なお、ステップＳ３１８以降の処理は、第１実施形態のステップＳ１２０以降と同じ処理を行う。
【００９６】
以上のように、カラオケ曲に伴奏音８１が含まれない場合は、カラオケ装置１は、歌唱者６と歌唱者６のグループが着席しているテーブル７ａとに歌唱者６の歌唱音声を放音し、他のテーブル７ｂ〜７ｄにガイドボーカル８４を放音する。また、カラオケ装置１は、歌唱者６の歌唱音声をマスカーとして測定音８３を放音する。また、測定音８３は、人が知覚し難い周波数帯域に生成される。これにより、歌唱者６の歌唱音声をマスカーとして、測定音８３を経時マスキングできる。このため、歌唱者６や店内５の顧客は、測定音８３を知覚しないようにすることができる。
【００９７】
なお、第３実施形態では、歌唱者６の歌唱音声をマスカーとして用いた。しかしながら、これに限らず、ガイドボーカル８４をマスカーとして用いてもよい。
【００９８】
以上より、第３実施形態に係るカラオケ装置１では、アカペラ等の伴奏音８１が含まれないカラオケ曲であっても、歌唱音声を解析して測定音８３を発音することができる。これにより、第１，２実施形態と同様に、マイク位置の検出ができ、歌唱者６に指向性ビーム６ａを放音することができる。
【００９９】
次に、ローパスフィルタ１２，１７の代わりに、バンドエリミネーションフィルタ又はノッチフィルタ又はコムフィルタを用いた場合について説明する。なお、説明の簡単化のため、バンドパスフィルタ１４，１９，２９の通過帯域に、測定音８３が存在するものとして説明する。また、第１実施形態に基づいて説明するが、これらのフィルタは第２、第３実施形態にも適応することができる。
【０１００】
バンドエリミネーションフィルタを用いた場合、バンドエリミネーションフィルタの減衰帯域をバンドパスフィルタ１４，１９，２９の通過帯域と同じにすることで、測定音８３をカットすることができる。これにより、ローパスフィルタ１２，１７と比較して伴奏音８１が通過する周波数帯域が広いので、より音質がよい伴奏音８１を放音することができる。
【０１０１】
また、バンドエリミネーションフィルタの減衰帯域に、ある程度の帯域幅を設けることで、減衰帯域に異なる周波数からなる複数の測定音８３を生成することができる。これにより、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎに対して、周波数の異なる測定音８３を適応することができる。
【０１０２】
また、ノッチフィルタを用いた場合、ノッチフィルタのディップをバンドパスフィルタ１４，１９，２９のピークと同じにすることで、測定音８３をカットすることができる。ノッチフィルタのディップは狭帯域なので、バンドエリミネーションフィルタを用いるより、より音質がよい伴奏音８１を放音することができる。
【０１０３】
更に、コムフィルタを用いた場合、コムフィルタのディップをバンドパスフィルタ１４，１９，２９のピークと同じにすることで、測定音８３をカットすることができる。コムフィルタは、複数のディップを有するため、複数の異なる周波数からなる測定音８３を生成することができる。これにより、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎに対して、周波数の異なる測定音８３を適応することができ、且つ、伴奏音８１の音質を向上させることができる。
【０１０４】
なお、第１〜第３実施形態では、バンドパスフィルタ１４，１９，２９を用いて、４つの異なる周波数成分を取り出しているが、これに限らず、左右のスピーカＳＰ１，ＳＰｎ用に２以上の周波数成分が取り出せればよいので、バンドパスフィルタ１４，１９，２９はそれぞれ１個以上あればよい。
【０１０５】
また、第１〜第３実施形態では、ローパスフィルタ１２，１７の通過帯域を１５ｋＨｚ以下とし、測定音８３が１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲内で検出されるとしている。しかしながら、これに限らず、測定音８３を検出する周波数帯域より、低域をローパスフィルタ１２，１７の通過帯域とすればよい。例えば、測定音８３を１７ｋＨｚ〜１８ｋＨｚ等で生成するのであれば、ローパスフィルタ１２，１７の通過帯域は、１７ｋＨｚ以下とする。
【０１０６】
また、第１〜第３実施形態では、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから測定音８３を放音する例について説明した。しかしながら、これに限らず、スピーカアレイ３を構成するスピーカＳＰ１〜ＳＰｎのうちの２つから測定音８３を放音すればよい。これにより、三角法を利用して、マイク２の位置を検出することができる。
【０１０７】
更に、第１〜第３実施形態では、ＭＩＤＩ音源９１及びガイドボーカル再生部９２からの出力がアナログオーディオ信号なのでＡ／Ｄコンバータ１１を設けた。しかしながら、これに限らず、ＭＩＤＩ音源９１及びガイドボーカル再生部９２からの出力がデジタルオーディオ信号の場合は、Ａ／Ｄコンバータ１１を設けなくてもよい。
【０１０８】
以上より、本発明に係るカラオケ装置１は、スピーカアレイ３から伴奏音８１や歌唱音声を放音し、スピーカアレイ３の両端のスピーカＳＰ１，ＳＰｎから測定音８３を放音する。カラオケ装置１は、この測定音８３をマイク２で収音するまでの経過時間を求めることにより、マイク位置、つまり歌唱者６の位置を検出することができ、歌唱者６に指向性ビーム６ａを常に放音することができる。また、測定音８３は、伴奏音８１や歌唱音声をマスカーとして、マスカーの基本周波数の倍音で構成されることで、カラオケ装置１は、測定音８３を同時マスキングや経時マスキングすることができる。これにより、歌唱者６や店内５の顧客は、測定音８３を知覚せずに、カラオケを楽しむことができる。更に、測定音８３は、人が知覚し難い周波数帯域を用いて構成されているので、歌唱者６や店内５の顧客は、測定音８３をより知覚することがない。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】飲食店の店内を説明する図である。
【図２】マイク位置検出方法の説明図である。
【図３】マスカーの選択についての説明図である。
【図４】測定音の加算についての説明図である。
【図５】カラオケ装置の機能ブロック図である。
【図６】カラオケ曲に測定音が含まれる場合における指向性ビームの生成手順を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係るカラオケ装置の機能ブロック図である。
【図８】伴奏音に基づいて測定音を生成する場合における指向性ビームの生成手順を示すフローチャートである。
【図９】伴奏音に基づいて測定音を生成する場合における指向性ビームの他の生成手順を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態に係るカラオケ装置の機能ブロック図である。
【図１１】歌唱音声に基づいて測定音を生成する場合における指向性ビームの生成手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１−カラオケ装置，２−マイク，３−スピーカアレイ，４−モニタ，５−店内，６−歌唱者，６ａ，７０ａ〜７０ｄ−指向性ビーム，７（７ａ〜７ｄ）−テーブル，１０−制御部，１１，１６−Ａ／Ｄコンバータ，１２，１７−ローパスフィルタ，１３，１８−ビーム形成部，１４（１４ａ〜１４ｄ），１９（１９ａ〜１９ｄ），２９（２９ａ〜２９ｄ）−バンドパスフィルタ，１５−マイク位置検出部，２０−ミキサ，２１−Ｄ／Ａコンバータ，２２−ＡＭＰ，２３−ＭＩＤＩ信号解析部，２４−測定音ＭＩＤＩ信号生成部，２５−ＭＩＤＩ信号併合部，２６−音声信号解析部，２７−測定音生成部，２８−信号併合部，８１−伴奏音，８２−ガイドメロディ，８３−測定音，８４−ガイドボーカル，９１−ＭＩＤＩ音源，９２−ガイドボーカル再生部，１００−操作部，１５１，１５３−レベル検出部，１５２−タイマ部，１５４−マイク位置算出部，１５５−ビーム形成係数算出部，ＳＰ１〜ＳＰｎ−スピーカ
【図１】
2008209703.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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