(57)【要約】【課題】曲毎に異なる効果および曲の進行に合わせて変化する効果をハード回路で付与することができるカラオケ装置を提供する。【解決手段】カラオケ装置の効果回路を効果用ＦＰＧＡ３３，３４で構成する。この効果用ＦＰＧＡ３３，３４は、入力側にＡ／Ｄコンバータ、出力側にＤ／Ａコンバータのアナログマクロを備え、ユーザデザイン可能な内部回路は、回路構成情報によりフィルタ及びディジタルディレイに構成される。また、効果用ＦＰＧＡ３３，３４は、ＳＲＡＭ型のＦＰＧＡであり、殆ど瞬時に内部の回路構成を変更する。内部の回路構成を決定する回路構成情報は、カラオケ曲を演奏するための楽曲データに含まれる。効果用ＦＰＧＡ３３，３４は、演奏楽音信号及び歌唱音声信号が入力されると、これらの信号に対してフィルタ系、残響系の効果を付与する。これにより、曲毎に異なる効果や、曲の進行に合わせて変化する効果を付与することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を処理し、回路構成情報に基づいて回路構成をハード的に任意に変更可能な複数の単位回路を有する信号処理回路と、
回路構成情報を含み、前記カラオケ曲を演奏するための楽曲データをダウンロードするダウンロード手段と、
ダウンロードした楽曲データを記憶する楽曲データ記憶手段と、
前記楽曲データ記憶手段から楽曲データを読み出し、該楽曲データに含まれる回路構成情報に基づいて、リアルタイムに前記信号処理回路の回路構成を変更する変更手段と、
を備えたことを特徴とするカラオケ装置。
【請求項２】
前記信号処理回路は、カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を通過させることによって音響的効果を付与する効果回路である請求項１に記載のカラオケ装置。
【請求項３】
カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を処理し、回路構成情報に基づいて回路構成をハード的に任意に変更可能な複数の単位回路を有する信号処理回路と、
前記カラオケ曲を演奏するための楽曲データ及び前記信号処理回路の回路構成情報をダウンロードするダウンロード手段と、
ダウンロードした楽曲データを記憶する楽曲データ記憶手段と、
ダウンロードした複数の回路構成情報を記憶する回路構成情報記憶手段と、
前記楽曲データ記憶手段から楽曲データを読み出し、該楽曲データに書き込まれている指示情報に基づいて前記回路構成情報記憶手段から回路構成情報を読み出して、該楽曲データの読み出しに応じてリアルタイムに前記信号処理回路の回路構成を変更する変更手段と、
を備えたことを特徴とするカラオケ装置。
【請求項４】
前記信号処理回路は、カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を通過させることによって音響的効果を付与する効果回路である請求項４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、通信によって回路構成をハード的に変更することができるカラオケ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラオケ装置において、カラオケ曲の演奏楽音信号や歌唱音声信号に付与する効果は曲や場面によって異なるため、効果回路として処理内容をマイクロプログラムにより任意に変更することができるＤＳＰが用いられていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記楽音信号に効果を付与するＤＳＰは信号をソフトウェア的に処理する装置であり、ハードウェア的に実現された機能に比べてその処理速度が速いとは言えなかった。
【０００４】
この発明は、オンラインで回路構成を変更することができ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】
【０００５】
この発明は、カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を処理し、回路構成情報に基づいて回路構成をハード的に任意に変更可能な複数の単位回路を有する信号処理回路と、回路構成情報を含み、前記カラオケ曲を演奏するための楽曲データをダウンロードするダウンロード手段と、ダウンロードした楽曲データを記憶する楽曲データ記憶手段と、前記楽曲データ記憶手段から楽曲データを読み出し、該楽曲データに含まれる回路構成情報に基づいて、リアルタイムに前記信号処理回路の回路構成を変更する変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、この発明は、前記信号処理回路は、カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を通過させることによって音響的効果を付与する効果回路であることを特徴とする。
【０００７】
更に、この発明は、カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を処理し、回路構成情報に基づいて回路構成をハード的に任意に変更可能な複数の単位回路を有する信号処理回路と、前記カラオケ曲を演奏するための楽曲データ及び前記信号処理回路の回路構成情報をダウンロードするダウンロード手段と、ダウンロードした楽曲データを記憶する楽曲データ記憶手段と、ダウンロードした複数の回路構成情報を記憶する回路構成情報記憶手段と、前記楽曲データ記憶手段から楽曲データを読み出し、該楽曲データに書き込まれている指示情報に基づいて前記回路構成情報記憶手段から回路構成情報を読み出して、該楽曲データの読み出しに応じてリアルタイムに前記信号処理回路の回路構成を変更する変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
加えて、この発明は、前記信号処理回路は、カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を通過させることによって音響的効果を付与する効果回路であることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、回路構成を任意に変更可能な素子を備え、この回路構成をオンラインでダウンロードして変更することができる。したがって、カラオケ装置の効果回路にこの発明を適用することにより、曲毎に異なる効果および曲の進行に合わせて変化する効果をハード回路で付与することができる。
【発明の効果】
【００１０】
カラオケ装置の効果回路にこの発明を適用することにより、曲毎に異なる効果および曲の進行に合わせて変化する効果をハード回路で付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。図１はこの発明の実施形態である電子機器のブロック図である。図２は同電子機器のＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。図１において、電子機器１の全体の動作を制御するＣＰＵ１０には、メモリ１１、通信制御装置（ＵＡＲＴ）１２およびＩ／Ｏポート１４が接続されている。Ｉ／Ｏポート１４には周辺デバイスとして構成されている周辺デバイス用ＰＬＤ１５および周辺デバイス１７，１８のインタフェースとして構成されているインタフェース用ＰＬＤ１６が接続されている。周辺デバイス１５および１７，１８はたとえば、音声信号処理用のＬＳＩであり、この電子機器は、入力された音声信号をフィルタリング、ディレイ、ミキシングなどの処理をして出力する機器である。周辺デバイス１７，１８は機能拡張ボードとして構成され、この電子機器のスロットにセットされるものである。インタフェース用ＰＬＤ１６は、スロットを介して周辺デバイス１７，１８およびＣＰＵ１０とのデータのやり取りを制御するように機能する。インタフェース用ＰＬＤ１６には操作パネル２０が接続されており、操作パネルの操作をＩ／Ｏポート１４を介してＣＰＵ１０に入力する。
【００１２】
一方、ＵＡＲＴ１２にはモデム１３が接続されている。モデム１３は通信回線（公衆電話回線など）を介してホストコンピュータ２と通信する。ホストコンピュータ２は、この電子機器が使用する種々のデータをダウンロードするとともに、ＰＬＤ１５，ＰＬＤ１６の回路構成情報をダウンロードする。これらデータおよび回路構成情報はメモリ１１に記憶され、必要なときにＣＰＵ１０によって読み出される。ＣＰＵ１０は、周辺デバイス等を用いてデータを処理するとき、そのデータ処理に必要な機能に周辺デバイス用ＰＬＤ１５の回路構成を書き換える。この回路構成はホストコンピュータ２からダウンロードしてメモリ１１に記憶しているものから選択される。また、新たな周辺デバイス１７が接続される場合、この接続に先立ってインタフェース用ＰＬＤ１６の回路構成を変更する。この変更は、ホストコンピュータ２からダウンロードされた回路構成情報でこのＰＬＤの配線を書き換えることによって行われる。
【００１３】
たとえば、カラオケ装置などで、新たな機能が設定され、そのためのボードを新たに接続する場合、事前にオンラインでインタフェース用ＰＬＤ１６の仕様を書き換えておくことにより、係員は新機能のボードをスロットにセットするのみで新機能を動作させることができる。
【００１４】
なお、上記の説明で明らかなようにＰＬＤ１５，１６は、電気消去型のＰＬＤであり、ＥＥＰＲＯＭ型のものであってもＳＲＡＭ型のものであってもよい。また、回路規模は任意であるが数万ゲート程度のＦＰＧＡで構成される。ＳＲＡＭ型のＦＰＧＡであれば、瞬時に回路変更が可能であるため、アプリケーションを動作させながら、必要に応じて回路をリアルタイムに変更していくことが可能である。とくに、音声処理用の周辺デバイスの場合、処理内容が変更になったときその処理内容にあわせた回路構成にすればよい。たとえば、周辺デバイス用ＰＬＤ１５が、ＦＩＲフィルタやＩＩＲフィルタなどのフィルタ処理用の周辺デバイスとして構成されている場合、ＦＩＲフィルタであれば、フィルタの内容に応じて段数や各タップの係数などを瞬時に設定変更することができ、ＩＩＲフィルタであればフィードバックの係数やディレイ時間などをハード的に変更することができる。
【００１５】
図２は同電子機器の動作を示すフローチャートである。この動作は、ホストコンピュータ２からダウンロードされたデータによってＰＬＤ１５，１６の回路構成を変更する動作を簡略に示している。まず、モデム１３を用い通信回線を介してホストコンピュータ２と接続する（ｓ１）。ホストコンピュータ２からＰＬＤ１５またはＰＬＤ１６の回路構成を変更するための回路構成情報をダウンロードする（ｓ２）。そして、対象となっているＰＬＤに対して回路接続をリセットし、ダウンロードした回路構成を書き換える（ｓ３）。この書き換えは、ホストコンピュータ２から回路構成情報がダウンロードされたとき即座に行ってもよく、ｓ２でダウンロードされた回路構成情報を一旦メモリ１１に書き込んでおき、回路構成の変更が必要になったとき、この回路構成情報を読み出してＰＬＤの回路構成を書き換えるようにしてもよい。
【００１６】
いずれにしても、オンラインでダウンロードされた回路構成情報を用いてＰＬＤの回路構成が書き換えられるため、この電子機器出荷時に想定されていなかった回路構成であっても、その回路構成が必要になったときホストコンピュータ２からダウンロードして電子機器のハード構成を変更することができる。
【００１７】
図３はこの発明をカラオケ装置に適用した例を示すブロック図である。カラオケ装置３の動作を制御する制御部３０には、記憶手段３１、効果用ＦＰＧＡ３３，３４、楽音発生部３２、通信制御部３７、映像制御部３８、インタフェース用ＦＰＧＡ３９が接続されている。記憶手段３１は、ハードディスクおよび半導体メモリからなっており、動作プログラムやカラオケ曲を演奏するための楽曲データなどが記憶される。通信制御部３７を介して配信センタ４からダウンロードされる楽曲データなどは一旦ハードディスクに蓄積記憶され、そのとき演奏する１曲の楽曲データのみがＲＡＭに読み出される。
【００１８】
楽音発生部３２は、楽曲データに基づいてカラオケ演奏の楽音を発生する。楽音発生部は電子的に楽音信号を合成する音源装置やＰＣＭデータ化されている楽音（バックコーラスなど）を再生する音声信号処理装置などからなっている。楽音発生部３２が発生した楽曲データは効果用ＦＰＧＡ３３に入力される。また、歌唱用のマイク４５から入力された歌唱音声信号は別系統の効果用ＧＰＧＡ３４に入力される。この効果用ＦＰＧＡ３３，３４は、入力された演奏楽音信号および歌唱音声信号に対してフィルタ系、残響系の効果を付与する。効果用ＦＰＧＡ３３，３４は、入力側にＡ／Ｄコンバータ、出力側にＤ／Ａコンバータのアナログマクロを備えたものであり、ユーザデザイン可能な内部回路は、回路構成情報によりフィルタおよびディジタルディレイに構成される。この効果用ＦＰＧＡ３３，３４は、ＳＲＡＭ型のＦＰＧＡであり、殆ど瞬時に内部の回路構成を変更することができる。内部の回路構成を決定する回路構成情報は、上記カラオケ曲を演奏するための楽曲データに含まれている。効果用ＦＰＧＡ３３，３４から出力された演奏楽音信号および歌唱音声信号はアンプ３５でミキシング・増幅されスピーカ３６から音響として出力される。
【００１９】
このように効果回路をＦＰＧＡで構成することにより、ＤＳＰで行うよりも高速処理が可能であり、ＦＰＧＡはＤＳＰに比べて構造が簡略で小型廉価である。したがって、複数のＦＰＧＡを実装して、演奏楽音信号，歌唱音声信号に複雑な効果を高速に付与することも可能になる。また、ＤＳＰの処理部にＦＰＧＡを用い、これを回路構成情報で書き換えて楽音信号の処理に用いるようにしてもよい。
【００２０】
一方、映像制御部３８にはＣＤ−ＲＯＭチェンジャ４０が接続されている。ＣＤ−ＲＯＭチェンジャ４０は制御部３０の指示に応じて背景映像を再生して映像制御部３８に入力する。映像制御部３８は、制御部３０から入力される歌詞テロップ信号と背景映像信号とをスーパーインポーズで合成してモニタ４１に表示する。ＣＤ−ＲＯＭチェンジャ４０は、インタフェース用ＦＰＧＡ３９を介して制御部３０と接続されている。インタフェース用ＦＰＧＡ３９は、コネクタを介して接続される機器に合わせた回路構成に書き換えられ、ＣＤ−ＲＯＭチェンジャ４０以外にも外部装置を接続可能である。この回路構成情報も接続される周辺機器に合わせて配信センタ４からダウンロードされる。
【００２１】
図４は、同カラオケ装置がカラオケ演奏に使用する楽曲データの構成を示す図である。同図において、楽曲データは、ヘッダ，楽音トラック，歌詞トラック，音声制御トラック，効果トラック，音声データ部，および回路構成情報部からなっている。ヘッダは、この楽曲データに関する種々のデータが書き込まれる部分であり、曲名，ジャンル，発売日，曲の演奏時間（長さ）などのデータが書き込まれている。
【００２２】
楽音トラック〜効果トラックの各トラックは複数のイベントデータと各イベントデータ間の時間間隔を示すデュレーションデータΔｔからなるシーケンスデータで構成されている。制御部３０は、カラオケ演奏時にシーケンスプログラムに基づき全トラックのデータを並行して読み出す。シーケンスプログラムは、所定のテンポクロックでΔｔをカウントし、Δｔをカウントアップしたときこれに続くイベントデータを読み出し、所定の処理部へ出力するプログラムである。   楽音トラックには、メロディトラック，リズムトラックを初めとして種々のパートのトラックが形成されている。
【００２３】
歌詞トラックは、モニタ４１上に歌詞を表示するためのシーケンスデータを記憶したトラックである。このシーケンスデータは楽音データではないが、インプリメンテーションの統一をとり、作業工程を容易にするためこのトラックもＭＩＤＩデータ形式で記述されている。データ種類は、システム・エクスクルーシブ・メッセージである。
【００２４】
音声制御トラックは、音声データ部に記憶されている音声データｎ（ｎ＝１，２，３，‥‥）の発生タイミングなどを指定するシーケンストラックである。音声データ部には、音源装置で合成しにくいバックコーラスやハーモニー歌唱などの人声が記憶されている。音声トラックには、音声指定データと、音声指定データの読み出し間隔、すなわち、音声データを音声データ処理部３９に出力して音声信号形成するタイミングを指定するデュレーションデータΔｔが書き込まれている。音声指定データは、音声データ番号，音程データおよび音量データからなっている。音声データ番号は、音声データ部に記録されている各音声データの識別番号ｎである。音程データ，音量データは、形成すべき音声データの音程や音量を指示するデータである。すなわち、言葉を伴わない「アー」や「ワワワワッ」などのバックコーラスは、音程や音量を変化させれば何度も利用できるため、基本的な音程，音量で１つ記憶しておき、このデータに基づいて音程や音量をシフトして繰り返し使用する。音声データ処理部は音量データに基づいて出力レベルを設定し、音程データに基づいて音声データの読出間隔を変えることによって音声信号の音程を設定する。
【００２５】
効果トラックには、効果用ＦＰＧＡ３３，３４を制御するための効果制御データが書き込まれている。効果制御データは、回路構成情報部に記憶されている回路構成情報のいずれかを指定するデータであり、この効果制御データが読み出されたとき、指定された回路構成情報を効果用ＦＰＧＡ３３または３４に出力する。
【００２６】
このように、効果用ＦＰＧＡ３３，３４の回路構成情報は、楽曲データの一部として配信センタ４からダウンロードされるが、楽曲データとは別に複数種類の回路構成情報を予めダウンロードしておき、効果トラックの効果制御データを、この予めダウンロードされている回路構成情報のいずれかを指定するデータとしてもよい。
【００２７】
図５は同カラオケ装置のカラオケ演奏動作を示すフローチャートである。この動作は前記楽曲データを用いたカラオケ曲の演奏中に実行される動作である。楽曲データからデュレーションデータが読み出されると、このデータをカウントアップし、タイムアウトすると次のデータを読み出す（ｓ１２）。このデータがイベントデータであればｓ１４以下の動作を実行する。読み出されたデータがデュレーションデータであればｓ１０にもどって、このデュレーションデータのカウントを実行する。
【００２８】
イベントのデータの場合には、このイベントデータがどの内容のイベントデータであるかを判断する（ｓ１４，１５）。なお、この動作は楽曲データの全イベントデータが１トラックに記録されているものについて説明しているが、図４の楽音トラック，効果トラックなど各データ種類毎に別々のトラックが設けられ、別々にデュレーションデータをカウントしてデータを読み出すものについても、デュレーションデータが各トラック毎に別々に行われることを除けば同様である。
【００２９】
読み出されたイベントデータが楽音データであれば（ｓ１４）、このデータを楽音発生部３２に出力して楽音信号を合成する（ｓ１６）。一方、読み出されたイベントデータが効果制御データの場合には（ｓ１５）、この効果制御データが指示する回路構成情報を読み出し（ｓ１７）、効果用ＦＰＧＡ３３または３４に供給する。どちらのＦＰＧＡに供給するかは効果制御データ中に記載されているものとする。
【００３０】
一方、楽音データ，効果制御データ以外のデータが読み出された場合には、そのデータに対応する処理を実行して（ｓ１９）、次のデータを読み出す（ｓ１２）。デュレーションデータが読み出されるまで、ｓ１４以下の動作を実行し、デュレーションデータが読み出されればｓ１０にもどる。また、演奏終了のデータが読み出された場合には、発音中の楽音を消音して動作を終了する。
【００３１】
この実施形態では、カラオケ装置を例にとって説明したが、この発明は、カラオケ装置に限らずＰＬＤ，ＦＰＧＡなど回路接続変更可能なデバイスを用いた電子機器の全てに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施形態である電子装置のブロック図
【図２】同電子装置の動作を示すフローチャート
【図３】この発明をカラオケ装置に適用した例を示すブロック図
【図４】同カラオケ装置で用いられる楽曲データの例を示す図
【図５】同カラオケ装置の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３３】
１…電子機器、２…ホストコンピュータ、１５…周辺デバイス用ＰＬＤ、１６…インタフェース用ＰＬＤ、３…カラオケ装置、４…配信センタ、３３，３４…効果用ＦＰＧＡ、３９…インタフェース用ＦＰＧＡ
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月10日(2007.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記信号処理回路は、カラオケ曲の演奏楽音信号または歌唱音声信号を通過させることによって音響的効果を付与する効果回路である請求項３に記載のカラオケ装置。