(57)【要約】【課題】カラオケ装置における歌唱採点に関し、より適切な採点結果を得ることができるようにする。【解決手段】音高データと採点基準データとの差分に対して、（ｂ）に示す重み係数マップより対応する重み係数を読み出して乗算する。重み係数マップは、演奏時に使用される音符の長さそれぞれに対応して設けられ、クロック０で重み係数は０、最初のｔ１クロック分の期間はリニアに増加し、クロックｔ１で重み係数１、その後のｔ２クロック分の期間は重み係数１、その後のｔ３クロック分の期間はリニアに減少して０になる。例えばｔ１：ｔ２：ｔ３＝１：４：１とすると、１音の内の先頭から６分の１の部分及び後端から先頭方向への６分の１の部分については、それらを除く他の部分、つまり中央部分よりも小さな値となる。このような重み係数を乗算した後の音高差に基づいて採点を行う。【選択図】図４
2004184506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラオケ曲を演奏するためのカラオケ演奏データ及びそのカラオケ曲の歌唱旋律の音高データを含む採点基準データを記憶する曲データ記憶手段と、
指定されたカラオケ曲のカラオケ演奏データを前記曲データ記憶手段から読み出してカラオケ演奏を行なうカラオケ演奏手段と、
カラオケ歌唱の音声信号を入力するための音声信号入力手段と、
前記音声信号入力手段を介して入力された音声信号をサンプリングしてカラオケ歌唱の音高データを抽出する音高抽出手段と、
前記カラオケ演奏手段によるカラオケ演奏と同期してその演奏曲に対応する前記採点基準データを前記曲データ記憶手段から読み出し、その読み出した採点基準データと前記音高抽出手段によって抽出した音高データとに基づいて採点する採点手段と、
を備えるカラオケ装置であって、
前記採点手段は、
前記採点基準データ中の前記算出対象となる同一音高の音高データが継続する期間中に前記音高抽出手段によって抽出された複数の音高データと、前記曲データ記憶手段から読み出した採点基準データ中における対応する音高データとの差を算出する音高差算出手段と、
前記音高差算出手段によって算出された音高差に対して、前記同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、前記所定部分を除く他の部分よりも小さな値となる重み係数を乗算する重み係数乗算手段と、
を有し、前記重み係数乗算手段によって重み係数の乗算された前記音高差を用いて採点を行う
カラオケ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段は、前記先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、重み係数零を乗算する
カラオケ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段は、前記先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、零以上且つ前記所定部分を除く他の部分の値よりも小さな重み係数を乗算する
カラオケ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段によって乗算される、前記零以上且つ前記所定部分を除く他の部分よりも小さな重み係数は、前記先頭近傍の所定部分においては先頭からリニアに増加し、後端近傍においては後端に向けてリニアに減少するよう設定されている
カラオケ装置。
【請求項５】
請求項３に記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段によって乗算される、前記零以上且つ前記所定部分を除く他の部分の値よりも小さな重み係数は、前記先頭近傍の所定部分においては先頭から徐々に増加した後に急激に増加し、後端近傍においては後端に向けて急激に減少した後に徐々に減少するよう設定されている
カラオケ装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段における乗算に用いられる重み係数として、前記同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分、前記後端近傍の所定部分及びそれ以外の部分の長さの割合が異なる複数パターンの重み係数を記憶している重み係数パターン記憶手段と、
指定されたカラオケ曲に応じて、前記重み係数パターン記憶手段から対応する重み係数パターンを選択する選択手段とを備え、
前記重み係数乗算手段は、前記選択手段によって選択された重み係数パターンの重み係数を乗算する
カラオケ装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載のカラオケ装置において、
前記重み係数乗算手段における乗算に用いられる重み係数として、前記同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分、前記後端近傍の所定部分及びそれ以外の部分の長さの割合が異なる複数パターンの重み係数を記憶している重み係数パターン記憶手段と、
ユーザからの操作を受け付ける操作受け付け手段と、
前記操作受け付け手段によって受け付けた操作に基づき、前記重み係数パターン記憶手段に記憶されている重み係数パターンの中からいずれかを選択する選択手段とを備え、
前記重み係数乗算手段は、前記選択手段によって選択された重み係数パターンの重み係数を乗算する
カラオケ装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載のカラオケ装置における前記採点手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラオケ装置における歌唱採点に関し、より適切な採点結果を得ることができるようにする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラオケ装置の付帯機能として採点機能が良く知られている。この採点機能は、マイクロホンから入力された歌唱者の音声信号をサンプリングすることで歌唱者が発声した音高や声量あるいはテンポなどの歌唱状態を示す歌唱データを生成する。この歌唱データとカラオケデータ中の主旋律データなどの採点基準データとを比較し、その比較結果に基づいて所定の得点を付与して採点データを生成する。そして、曲の演奏が終了するとこの採点データ中の得点を集計して総合得点を算出する。総合得点はそのままの得点をスコアボードやディスプレイに表示したり、所定のメッセージや所定の表現内容を含む映像など総合得点を反映した映像をディスプレイに出力したりする（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
従来の歌唱採点のやり方は、一意的に決められている採点基準に対する歌唱状態の一致度によって歌唱力の優劣を判定している。例えば音高の一致度合いを見る場合であれば、両者の音高の差分がなるべく零に近い方が歌唱力が優良であると判定している。ここで、音高の一致度合いを判断する場合、１音に対する採点対象はなるべく多くの区間であることが好ましい。つまり、１音に対する採点対象が例えば１点だけであると、その１点がたまたま採点基準と一致していると他が外れていても歌唱力が優良となり、逆にその１点がたまたま採点基準と外れているが他の部分は一致しているような場合であっても歌唱力が低いと判定されてしまう。したがって、そのような偶然性を排除するために、１音に対する採点対象を多くの区間に設定しておくことが好ましい。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０５７８６号公報
【特許文献２】
特許第２８９０６５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような１音に対する採点対象を多くの区間に設定するため、例えば１音中の全区間を採点対象とした場合、次のような不都合が生じることとなる。つまり、ごく普通に歌唱していたとしても、例えば各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関しては、採点基準に対して差分が大きくなり一致度が低くなることがあった。このようなフレーズの開始部分や終了部分等においては、たとえプロ歌手であっても音が外れやすく、またその外れる量も大きいため、その部分を他の部分と同じように採点してしまうと、採点結果全体に与える悪影響が大きい。つまり、そのような音の外れは、機械的に判定すると外れた量が大きいため採点結果を低くする方向へ大きく影響する。一般的に、歌唱力の判定結果に対する人の評価は、通常は人が聞いて「上手いのか下手なのか」を感覚的に判定することを基準にしている。そのため、人が上手いと判定できるような歌唱に対して、上述のようなフレーズの開始部分や終了部分等の短期間の音の外れが原因で採点評価を下げてしまうのは、歌唱力を適切に評価するという観点から問題がある。
【０００６】
また、いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関して採点基準に対して差分がかなり大きくなってします。したがって、このような歌唱テクニックを使わないで普通に歌えば採点結果がよくなるような「上手い」歌唱者が、歌手の真似をしたり、自己流に上記歌唱テクニックを加えることでより表現豊かな歌唱をした場合であっても、上述の理由によって採点評価を下げてしまう結果となる。
【０００７】
そこで本発明は、カラオケ装置における歌唱採点に関し、より適切な採点結果を得ることができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
（１）上述した問題点を解決するためになされた請求項１に係るカラオケ装置は、曲データ記憶手段がカラオケ曲を演奏するためのカラオケ演奏データ及びそのカラオケ曲の歌唱旋律の音高データを含む採点基準データを記憶しており、カラオケ演奏手段が、指定されたカラオケ曲のカラオケ演奏データを曲データ記憶手段から読み出してカラオケ演奏を行なう。また、音声信号入力手段を介してカラオケ歌唱の音声信号が入力されると、音高抽出手段が、その音声信号をサンプリングしてカラオケ歌唱の音高データを抽出する。そして採点手段は、カラオケ演奏手段によるカラオケ演奏と同期してその演奏曲に対応する採点基準データを曲データ記憶手段から読み出し、その読み出した採点基準データと音高抽出手段によって抽出した音高データとに基づいて採点するのであるが、さらに詳しくは次のような採点を行う。
【０００９】
つまり、音高差算出手段が、採点基準データ中の算出対象となる同一音高の音高データが継続する期間中に音高抽出手段によって抽出された複数の音高データと、曲データ記憶手段から読み出した採点基準データ中における対応する音高データとの差を算出する。そして、重み係数乗算手段が、音高差算出手段によって算出された音高差に対して、同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については他の部分よりも小さな値となる重み係数を乗算する。このように重み係数乗算手段によって重み係数の乗算された音高差を用いて採点を行うのである。
【００１０】
このような採点を行うことで、歌唱採点に関し、より適切な採点結果を得ることができる。その理由について説明する。
上述のように、１音に対する採点対象を多くの区間に設定するため、例えば採点基準データ中の算出対象となる同一音高の音高データが継続する期間中の全てを採点対象とした場合、これら全期間において何ら考慮せずに同じような採点を行うと種々の問題が生じる。例えば、ごく普通に歌唱していたとしても、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関しては、採点基準に対して差分が大きくなる。上述したように、このようなフレーズの開始部分や終了部分等においては、たとえプロ歌手であっても音が外れやすく、またその外れる量も大きいため、採点結果全体に与える悪影響が大きい。また、いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、実際には「上手く」歌っていたとしても、やはり採点基準に対して差分が大きくなって採点結果全体に対して悪影響を与えてしまう。
【００１１】
そこで、本発明では、このような部分については他の部分よりも小さな値となる重み係数を乗算し、その乗算した音高差を用いて採点することで、悪影響を排除し、より適切な採点結果を得ることができるのである。
（２）重み係数乗算手段が乗算する重み係数に関しては、種々の工夫が考えられる。
【００１２】
例えば、請求項２に示すように、先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、重み係数零を乗算することが考えられる。このようにすれば、この部分の音高差が必ず零となり、悪影響を完全に排除できる。
【００１３】
また、請求項３に示すように、先頭近傍の所定部分又は後端近傍の所定部分の少なくともいずれか一方については、零以上且つ他の部分よりも小さな重み係数を乗算することも考えられる。この場合は、請求項４に示すように、先頭近傍の所定部分においては先頭からリニアに増加し、後端近傍においては後端に向けてリニアに減少するよう設定していもよいし、請求項５に示すように、先頭近傍の所定部分においては先頭から徐々に増加した後に急激に増加し、後端近傍においては後端に向けて急激に減少した後に徐々に減少するよう設定してもよい。
【００１４】
なお、請求項２のように重み係数を零にした場合、上述のように、この部分の音高差が必ず零となって悪影響を完全に排除できるが、逆に言えば、その部分においても相対的に音が外れない「歌唱が上手い人」がいた場合、その歌唱の上手さは採点に反映されなくなる。したがって、その部分における歌唱の上手さを多少なりとも採点に反映させるのであれば、請求項３〜５のような零でない係数を設定しておくことが好ましい。
【００１５】
（３）また、重み係数の設定の仕方は固定でもよいが、状況に応じて使い分けることも考えられる。
例えば請求項６に示すように、重み係数として、同一音高の音高データが継続する期間における先頭近傍の所定部分、後端近傍の所定部分及びそれ以外の部分の長さの割合が異なる複数パターンの重み係数を記憶しておく。そして、指定されたカラオケ曲に応じて、重み係数パターン記憶手段から対応する重み係数パターンを選択し、その選択された重み係数パターンの重み係数を乗算するのである。いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関して採点基準に対して差分がかなり大きくなってしまうことは上述した。具体的には、「ため」の場合は先頭近傍の所定部分において音高差が大きくなる傾向があり、「しゃくりあげ」、「ビブラート」では後端近傍の所定部分において音高差が大きくなる傾向がある。したがって、例えば、▲１▼先頭近傍の所定部分が相対的に長いもの、▲２▼後端近傍の所定部分が相対的に長いもの、あるいは、▲３▼先頭近傍の所定部分と後端近傍の所定部分が同じ長さのもの（あるいはさらにそれらの長さにバリエーションを持たせてもよい）を重み係数パターンとして準備しておき、「ため」が頻繁に使用されそうな曲については▲１▼のパターン、「しゃくりあげ」、「ビブラート」が頻繁に使用されそうな曲については▲２▼のパターン、それ以外の曲については▲３▼のパターン、というようにカラオケ装置にて自動的に選択するのである。なお、具体的にはカラオケ曲データに上記▲１▼〜▲３▼のパターンを識別する情報を付加しておき、それを参照して選択することなどが考えられる。あるいはジャンルによる大まかな選択であってもよい。例えば演歌については「ビブラート」（あるいはそれに類似した「こぶし」）が頻繁に使用される可能性が高いため、上記▲２▼のパターンを選択する、といった対処である。
【００１６】
一方、請求項７に示すように、同じく複数パターンの重み係数を記憶しておき、その中からの選択をユーザの操作に委ねてもよい。つまり、ユーザからの操作を受け付け、その受け付けた操作に基づき、記憶されている重み係数パターンの中からいずれかを選択するのである。このようにすれば、たとえ原曲の歌手が「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを用いていなくても、自分が歌う場合には、「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」といった歌唱テクニックを使ってしまうことも往々にしてある。したがって、そのようなユーザへの対処としては、ユーザが自分で選択できるようにしておくことは有効な対処となる。
【００１７】
（４）また、請求項８に示すように、請求項１〜７の何れかに記載のカラオケ装置における採点手段をコンピュータにて実現する場合、例えばコンピュータで実行するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして実行したり、ネットワークを介してロードして実行することにより、採点手段としての機能を実現できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうることは言うまでもない。
【００１９】
図１は、本実施例のカラオケ装置の構成を示すブロック図である。本実施例では、複数のカラオケ装置１ａ，１ｂ，１ｃ…がローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）３０に接続されてカラオケシステムを構成している。基本的な構成はどのカラオケ装置１も同じであるが、カラオケ装置１ａのみが通信ネットワーク３を介してホストコンピュータ２に接続できるようになっている。そして、カラオケ装置１ａは、この通信ネットワーク３を介して接続したホストコンピュータ２からカラオケに関する音楽情報と画像情報とを取得することができる。そして、カラオケ装置１ａが取得したカラオケに関する音楽情報と画像情報は、ＬＡＮ３０を介して他のカラオケ装置１ｂ、１ｃ…も取得できるようにされている。
【００２０】
なお、ホストコンピュータ２は、通信ネットワーク３を介してカラオケ装置１ａとアクセス可能であって、カラオケ装置１ａに対して、最新の流行曲等の曲データを発信したり、どのような曲が何回演奏されたかといったログデータを含む関連情報をカラオケ装置１ａから受信したりして管理することができるようになっている。なお、この場合の「どのような曲が何回演奏されたかといったログデータ」については、カラオケ装置１ａ単体でのログデータではなく、カラオケシステム全体のログデータを指す。つまり、他のカラオケ装置１ｂ、１ｃ…におけるログデータもカラオケ装置１ａに集められ、カラオケシステム全体のログデータがカラオケ装置１ａからホストコンピュータ２へ送信される。
【００２１】
また、ホストコンピュータ２は、データベースを備えており、このデータベースに楽曲演奏に使用するコンテンツデータとしての音楽情報や背景画または歌詞等の画像情報等を記憶している。また、ホストコンピュータ２は、コンテンツデータ以外にバージョンアップされたシステムプログラム等をデータベースに記憶し、そのデータベースから随時読み出してカラオケ装置１に対して発信することができるようになっている。
【００２２】
次に、カラオケ装置１ａの構成について説明する。
このカラオケ装置１ａには、図１に示されるように、ホストコンピュータ２に通信ネットワーク３を介して接続し各種の情報を送受信する通信装置１９、曲の予約などを行う操作パネル１０、カラオケ装置１ａ全体の制御を司る制御手段としてのＣＰＵ１４、各種情報を一時的に記憶するＲＡＭ１５、演奏の再生を行う音源再生装置１８、音楽情報にかかる電気信号を増幅等するアンプ２０、アンプ２０からの電気信号を入力して伴奏曲及び利用者の歌声等を流すスピーカ２２、利用者の歌声等をアンプ２０に入力するための音声信号入力手段としてのマイクロフォン（以下、単にマイクと称す。）２３、マイク２３から入力される歌唱音声をサンプリングして解析することで歌唱音高を抽出し採点基準データと比較して得点化する採点部２８、カラオケ用の音楽情報や画像情報その他各種データを記憶しているＥＥＰＲＯＭ１２とハードディスク１３、画像情報等を映像化するための映像再生装置２４、画像情報である背景画及び歌詞等を表示する表示装置２６、およびＬＡＮ３０に接続するためのネットワークインターフェース１７を備えている。この内、操作パネル１０、ＥＥＰＲＯＭ１２、ハードディスク１３、ＲＡＭ１５、ネットワークインターフェース１７、音源再生装置１８、映像再生装置２４及び採点部２８は、ＣＰＵ１４に接続されている。
【００２３】
なお、他のカラオケ装置１ｂ、１ｃ…は通信装置１９を備えないだけで、他の構成は備えているため、ここではカラオケ装置１ａのみの説明をし、他のカラオケ装置１ｂ，１ｃ…の構成についての説明は省略する。
上述した通信装置１９は、信号の変調および復調を行う変復調装置であり、ＣＰＵ１４の制御の下、通信ネットワーク３を通じてホストコンピュータ２にアクセス可能に構成されている。それによって、通信装置１９は、通信ネットワーク３を介してホストコンピュータ２から送られてくる曲データ等を受信したり、上記関連情報をホストコンピュータ２に伝送することができる。
【００２４】
また、操作パネル１０は、利用者によって操作されるものであり、任意の曲の選択、演奏音のキーの調整、演奏と歌との音量バランスの調整、その他エコー、音量、トーンなど各種調整を行うため操作部と例えば選択された曲番号等を表示するための表示部（図示せず）を備えている。利用者は、その操作部を操作することによって、再生する曲をカラオケ装置１に予約登録することができる。
【００２５】
また、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ１２にはシステムプログラムや各種の設定に必要な設定データ、そして後述する重み係数マップ（図４参照）などが記憶されている。
また、記憶部としてのハードディスク１３には、音楽情報や画像情報などのコンテンツデータや演奏記録などのログデータなどが記憶されている。そして、操作パネル１０の操作部を介して曲が選択されると、ＣＰＵ１４は、歌詞データ、映像データからなる画像情報、および演奏データからなる音楽情報をハードディスク１３から呼び出して、映像再生装置２４および音源再生装置１８に同期させて出力するようになっている。なお、ハードディスク１３には、識別情報としての曲番号に対応して演奏データや歌詞データ等が記憶されている。
【００２６】
その後、ＣＰＵ１４から出力される演奏データは、音源再生装置１８において、アナログの演奏音信号に変換された後、アンプ２０へ送られて電気的に増幅される。このアンプ２０は、マイク２３を介して入力される利用者（歌唱者）の歌唱音信号と適度な割合でミキシングするもので、ミキシングされた歌唱音信号と演奏音信号は、アンプ２０からスピーカ２２に出力され、音声及び演奏音となってスピーカ２２から外部へ出力される。
【００２７】
一方、映像再生装置２４は、ＣＰＵ１４の制御の下、ハードディスク１３から読み出された画像情報に基づく画像の再生を行うものである。それにより、ＣＰＵ１４により出力される歌詞データ及び映像データは、映像再生装置２４において歌詞テロップ及び背景映像として再生されると共に合成され、表示装置２６の画面に背景映像とともに歌詞テロップが表示されるようになっている。
【００２８】
このような構成のため、利用者は、表示装置２６に表示される歌詞テロップを参照しながら、スピーカ２２より流れるカラオケ演奏にあわせ、マイク２３を使って歌唱できるようになっている。
また、本実施例のカラオケ装置１ａはカラオケ演奏にあわせて歌っている人の歌唱状態を採点してその採点結果を出力する歌唱採点機能を備えている。利用者がカラオケ装置１ａで歌唱採点機能を利用したい場合、パネルやリモコンなどの操作パネル１０から演奏予約用の一連の楽曲番号に引き続いて所定の操作キーを押す。それにより、歌唱採点機能の作動命令を示す符号が付加された楽曲番号がＣＰＵ１４に転送される。ＣＰＵ１４はこの楽曲を演奏処理するときは歌唱採点機能を作動させるものとして演奏予約処理する。もちろん、利用者による課金手続きなどによって歌唱採点機能が作動するようにしても良い。例えば、別途課金装置をカラオケ装置１ａに接続し、採点して欲しい楽曲が演奏される直前や前奏の演奏中など適宜な時期に所定の料金を課金装置に投入することで歌唱採点機能が作動するよう構成してもよい。
【００２９】
歌唱採点を実施するのが、音高抽出手段、音高差算出手段及び重み係数乗算手段としての採点部２８である。採点部２８は、採点用ＣＰＵ２８ａ、ＲＯＭ２８ｂ、ＲＡＭ２８ｃ、Ａ／Ｄコンバータ２８ｄ等より構成され、Ａ／Ｄコンバータ２８ｄには、マイク２３から歌唱音声が入力するよう構成されており、採点用ＣＰＵ２８ａは、Ａ／Ｄコンバータ２８ｄから出力される歌唱音声データをサンプリングして解析することで歌唱音高やリズムなどを採点要素として抽出する。一方、ハードディスク１３に格納されている演奏データをデータバス及びＣＰＵ１４を介して受け取り、このデータ中のボーカルデータ（歌唱旋律データ）を採点基準データとして取得する。そして、この取得した採点基準データによる採点要素と上述の歌唱音声から抽出した採点要素とを比較し、歌唱音声データがどの程度ボーカルデータに近いかによって採点する。なお、このボーカルデータは、いわゆるガイドメロディ機能として相対的に小さな音量で伴奏楽音と共にスピーカ２２から出力される機能を実現する場合にも用いられる。
【００３０】
この採点結果のデータはＲＡＭ２８ｃに格納していく。そして採点用ＣＰＵ２８ａは、カラオケ楽曲における採点区間の終了点を検知すると、採点データの生成を停止し、採点区間中にＲＡＭ２８ｃに蓄積された採点データを集計し、これをＣＰＵ１４に転送して得点結果を表示装置２６に表示させる。
【００３１】
これが採点のための構成及び概略動作の説明であったが、本実施例のカラオケ装置１ａにおいては、歌唱採点に際して、１音における先頭及び後端の所定長の範囲においてはそれら以外（つまり中央部分）よりも小さな値の重み係数をかけることにより、適切な採点を行うことができるようになっている。
【００３２】
これは、次のような問題に鑑みたものである。つまり、１音に対する採点対象を多くの区間に設定するという観点からすれば、採点基準データ中の算出対象となる同一音高の音高データが継続する期間中の全てを採点対象とすることが好ましい。しかし、これら全期間において何ら考慮せずに同じような採点を行うと、例えばごく普通に歌唱していたとしても、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関しては、採点基準に対して差分が大きくなる。このようなフレーズの開始部分や終了部分等においては、たとえプロ歌手であっても音が外れやすく、またその外れる量も大きいため、その部分を他の部分と同じように採点してしまうと、採点結果全体に与える悪影響が大きい。また、いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、実際には「上手く」歌っていたとしても、やはり採点基準に対して差分が大きくなって採点結果全体に対して悪影響を与えてしまう。
【００３３】
そこで、本実施例においては、このような部分（つまり１音における先頭及び後端の所定長の範囲）については、１よりも小さな値となる重み係数を乗算し、その乗算した音高差を用いて採点することで、悪影響を排除し、より適切な採点結果を得るようにした。
【００３４】
この内容を図２〜図４を参照して説明する。図２は実施例における採点部２８の採点用ＣＰＵ２８ａで実施される採点処理の内、音高データの一致度合いを判定する（音高差を算出する）アルゴリズムを説明するフローチャートを示しており、図３は歌唱音声から抽出した音高データＤ１と採点基準データＤ２に基づく採点方法の概略説明図である。一音毎に音高データＤ１と採点基準データＤ２との音高差（絶対値）を計算し、得られた音高差に応じて所定の得点をつける。したがって、図２の処理は、各音のノートオンによって開始する。
【００３５】
図２の処理が開始すると、まず、マイク２３からＡ／Ｄコンバータ２８ｄを介して入力される歌唱音声データを取り込む（Ｓ１０２）。そして、その取り込んだ歌唱音声データを所定タイミング（例えば一定周期）でサンプリングして解析することにより音高データＤ１を抽出する（Ｓ１０４）。本実施例では、例えば０．０３７５秒のサンプリング間隔を採用している。さらに、演奏データをデータバスを介してＣＰＵ１４から受け取り、このデータ中のボーカルデータ中の音高データを採点基準データＤ２として取得する（Ｓ１０６）。
【００３６】
次のステップＳ１０８では、歌唱音声データから抽出した音高データＤ１と、当該音高データＤ１が得られた歌唱タイミングに対応する採点基準データＤ２との差分Ａを算出する。具体的には、音高データＤ１から採点基準データＤ２を減算した値の絶対値を差分Ａとする。
【００３７】
そして、予めＣＰＵ１４によってＥＥＰＲＯＭ１２から読み出されＲＡＭ２８ｃに格納されている重み係数マップから、対応する重み係数を読み出し（Ｓ１１０）、その読み出した重み係数を差分Ａに乗算する（Ｓ１１２）。ここで、重み係数マップについて図４（ｂ）を参照して説明する。重み係数マップは、例えば４分音符、２分音符、８分音符……というように、演奏時に使用される音符の長さそれぞれに対応して設けられている。そして、ＭＩＤＩデータにおいてはゲートタイムをクロック単位で示すため、図４（ｂ）の横軸の時間はクロック単位である。本実施例の重み係数は次のように設定されている。図４（ｂ）に示すように、クロックが０のとき重み係数は０である。そして、最初のｔ１クロック分の期間は、リニアに増加し、クロックがｔ１のとき重み係数も１となる。その後のｔ２クロック分の期間は重み係数は一定値１であり、その後のｔ３クロック分の期間はリニアに減少して０になる。ここで例えば、ｔ１：ｔ２：ｔ３＝１：４：１である。つまり、１音の内の先頭から６分の１の部分及び後端から先頭方向への６分の１の部分については、それらを除く他の部分、つまり中央部分よりも小さな値となっている。
【００３８】
さらに、「対応する重み係数」について具体例を挙げて説明する。例えば、演奏速度が、１分間に４分音符を１００個含めるような速度で規定される場合、４分音符１個に対する実（演奏）時間は６０／１００＝０．６秒となる。そしてまた、ＭＩＤＩデータにおいてはゲートタイムをクロック単位で示すことが一般的であるが、４分音符１個の演奏時間が４８クロックで規定されているとすると、０．６／４８＝０．０１２５（秒）が１クロックに対応する実時間となる。これを用いて、実時間で規定されているサンプリング間隔をクロック単位に変換する。例えば上述のように０．０３７５秒というサンプリング間隔を採用していた場合、それは３クロックに相当する。ノートオン時（時刻０）を最初のサンプリングタイミングとすると、クロック単位で０，３，６，９，……，４５に相当する時刻がサンプリングタイミングとなり、この場合は１６個のサンプリングデータ（歌唱入力信号から抽出した音高データ）が得られる。例えば図４（ａ）はそのような１６個のサンプリングデータが得られた状態を示している。したがって、このそれぞれのサンプリングデータを用いて得られた差分Ａ（Ｓ１０８）に対して、図４（ｂ）に示す重み係数マップから各クロック（つまり、０，３，６，９、……，４５）に対応する重み係数を読み出して乗算し（Ｓ１１０，Ｓ１１２）、採点に用いるための音高差を得る。
【００３９】
その後は、ノートオフか否か判断し（Ｓ１１４）、ノートオフでないならば（Ｓ１１４：ＮＯ）、音高差の和をとりＲＡＭ２８ｃに記憶し（Ｓ１１６）、その後Ｓ１０２へ戻る。一方、ノートオフならば（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、この１音に対する音高差の算出処理を終了する。このような処理が１音毎に実行される。
【００４０】
なお、この場合の採点部２８は、別途実行する採点処理において、１音毎に実行される図２の処理が終了した時点でＲＡＭ２８ｃに記憶されている音高差に基づいて所定の得点を付ける。そして、１曲の演奏が終了したとき、ＲＡＭ２８ｃに蓄積された得点を採点結果として前記ＣＰＵ１４に転送し、表示装置２６に表示させる。
【００４１】
なお、上述したサンプリング間隔やＭＩＤＩデータにおける４分音符１個の演奏時間を示すクロック単位の数値はあくまで一例であり、図２のＳ１０８にて得られた差分Ａに対応する重み係数を、図４（ｂ）に示すような重み係数マップからどのように読み出すかを説明するためのものである。したがって、実際には、種々の具体的な数値での実施が可能である。
【００４２】
このように、本実施例のカラオケ装置１ａ（他のカラオケ装置１ｂ、１ｃ…についても同様である。）によれば、次のような効果が得られる。
（１）カラオケ歌唱の採点に関し、より適切な採点結果を得ることができる。つまり、本実施例では、１音の全区間を採点対象としている。このように、採点対象を多くの区間に設定することは、適切な採点の面で有効である。なぜなら、１音に対する採点対象が例えば１点だけであると、その１点がたまたま採点基準と一致していると他が外れていても歌唱力が優良となり、逆にその１点がたまたま採点基準と外れているが他の部分は一致しているような場合であっても歌唱力が低いと判定されてしまうため、そのような偶然性を排除するために、１音に対する採点対象を多くの区間に設定しておくことが好ましいからである。
【００４３】
しかし、全期間において何ら考慮せずに同じような採点を行うと種々の問題が生じる。例えば、ごく普通に歌唱していたとしても、各フレーズの歌い出し部分、各フレーズの渡りの部分、各フレーズの歌い終わりの部分に関しては、採点基準に対して差分が大きくなる。上述したように、このようなフレーズの開始部分や終了部分等においては、たとえプロ歌手であっても音が外れやすく、またその外れる量も大きいため、その部分を他の部分と同じように採点してしまうと、採点結果全体に与える悪影響が大きい。また、いわゆる「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを使うと、実際には「上手く」歌っていたとしても、やはり採点基準に対して差分が大きくなって採点結果全体に対して悪影響を与えてしまう。
【００４４】
それに対して本実施例の採点は、音高データＤ１と採点基準データＤ２との差分Ａ（絶対値）に対して、１音の内の例えば先頭から６分の１の部分及び後端から先頭方向への６分の１の部分については、それらを除く他の部分、つまり中央部分よりも小さな値の重み係数を乗算し、その乗算後の音高差に基づいて採点を行うようにした。そのため、上述した悪影響を排除し、より適切な採点結果を得ることができるのである。
【００４５】
（２）また、本実施例では、図４（ｂ）に示すような重み係数マップを用いているため、次のような利点がある。この利点については、図４（ｄ）に示す重み係数マップの別実施例との対比で説明する。
まず、図４（ｄ）に示す重み係数マップの場合は、先頭近傍の所定部分（例えば先頭から６分の１の部分）及び後端近傍の所定部分（例えば後端から先頭方向への６分の１の部分）の重み係数を０としてある。そのため、この重み係数マップを用いれば、この部分において図２のＳ１０８における差分Ａがいかに大きくても、Ｓ１１２にて重み係数０を乗算すれば、音高差は必ず０となり、悪影響を完全に排除できる。
【００４６】
確かに、悪影響を排除する点では図４（ｄ）のような重み係数マップは適切であるが、逆に言えば、その部分においても相対的に音の外れ度合いが少ない「歌唱が上手い人」がいた場合、その歌唱の上手さは採点に反映されなくなる。したがって、その部分における歌唱の上手さを多少なりとも採点に反映させるのであれば、上述した図４（ｂ）に示すような重み係数マップのように、１音の先頭及び後端近傍の所定部分においても０でない値の重み係数を持つようにした方が好ましいと言える。
【００４７】
なお、図４（ｂ）に示す重み係数マップの変形例としては、例えば図４（ｃ）に示す重み係数マップが考えられる。これは、先頭近傍の所定部分においては先頭からＳ字状に増加、すなわち先頭から徐々に増加した後に中央部分に向けて急激に増加するような非リニア的に増加し、後端近傍においては後端に向けて逆Ｓ字状に減少、すなわち中央部分より急激に減少した後に後端に向けて徐々に減少するような非リニア的に減少するような設定となっている。より先頭に近い側、あるいはより後端に近い側の方が音の外れ度合いが大きいと考えられるため、このような対処も好ましい。
【００４８】
また、先頭から徐々に増加した後に中央部分に向けて急激に増加するような非リニア的な増加、あるいは中央部分より急激に減少した後に後端に向けて徐々に減少するような非リニア的な減少を実現する場合、上述したＳ字状の増加や逆Ｓ字状の減少に限らず、二次関数あるいは三次以上の関数的に増加あるいは減少するものであってもよいし、それら曲線的に増加・減少するものに限らず、例えば折れ線的に増加・減少するものであってもよい。つまり、直線的に増加し途中でその増加率が大きくなったり、逆に直線的に急激に減少し途中でその減少率が小さくなるようなものであってもよい。
【００４９】
なお、本実施例においては、ハードディスク１３が「曲データ記憶手段」に相当し、ＣＰＵ１４及び音源再生装置１８等が「カラオケ演奏手段」に相当する。また、採点部２８の採点用ＣＰＵ２８ａが実行する処理のうち、図２に示すＳ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８が「音高差算出手段」としての処理に実行に相当し、Ｓ１１０、Ｓ１１２が「重み係数乗算手段」としての処理の実行に相当する。
【００５０】
以上実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様で実施し得る。そのいくつかを説明する。
（１）上記実施例では、図４に示すように、１音に対する重み係数の分布が対称形となるマップを用いた。つまり、図４（ｂ）に示すように、中央部分よりも小さな重み係数となる先頭からｔ１（クロック）の期間と後端から先頭方向へのｔ３（クロック）の期間との関係がｔ１＝ｔ３であった。しかし、例えば図５（ａ）に示すように、ｔ１＞ｔ３となるようなパターンの重み係数マップや、図５（ｂ）に示すように、ｔ１＜ｔ３となるようなパターンの重み係数マップを用いてもよい。この場合のｔ１：ｔ２：ｔ３についての具体例としては、例えば図５（ａ）に対応するものとしては、▲１▼１．５：４：０．５、▲２▼２：３．５：０．５、▲３▼２：４：０といったものが考えられ、また図５（ｂ）に対応するものとしては、▲４▼０．５：４：１．５、▲５▼０．５：３．５：２、▲６▼０：４：２といったものが考えられる。もちろん、これらの具体的数値は一例である。
【００５１】
（２）また、上記（１）のように、図４（ｂ）に示す対称形状の重み係数マップに加えて、図５（ａ）（ｂ）に示す非対称形状の重み係数マップを持ち、それら３パターンの重み係数マップを、指定されたカラオケ曲に応じて使い分けることも考えられる。
【００５２】
例えば「ため」の場合は先頭近傍の所定部分において音高差が大きくなる傾向があり、「しゃくりあげ」、「ビブラート」では後端近傍の所定部分において音高差が大きくなる傾向がある。したがって、「ため」が頻繁に使用されそうな曲については図５（ａ）のパターン、「しゃくりあげ」、「ビブラート」が頻繁に使用されそうな曲については図５（ｂ）のパターン、それ以外の曲については図４（ｂ）のパターン、というようにカラオケ装置１ａにて自動的に選択するようにしてもよい。具体的には、それら３パターンの重み係数マップを重み係数パターン記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ１２に記憶しておく。そして、操作受け付け手段としての操作パネル１０にカラオケ曲データに上記図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）のパターンを識別する情報を付加しておき、それを参照して選択することなどが考えられる。あるいはジャンルによる大まかな選択であってもよい。例えば演歌については「ビブラート」（あるいはそれに類似した「こぶし」）が頻繁に使用される可能性が高いため、上記図５（ｂ）のパターンを選択する、といった対処である。
【００５３】
一方、カラオケ装置１ａが自動的に選択するのではなく、ユーザが選択できるようにしてもよい。つまり、操作受け付け手段としての操作パネル１０を介してユーザからの操作を受け付けた場合、選択手段としてのＣＰＵ１４が、その受け付けた操作に基づき、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶されている３パターンの重み係数マップの内のいずれかを選択し、その選択した重み係数マップを用いて重み係数の乗算を行うのである。たとえ原曲の歌手が「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」などの歌唱テクニックを用いていなくても、自分が歌う場合には、「ため」、「しゃくりあげ」、「ビブラート」といった歌唱テクニックを使ってしまうことも往々にしてある。したがって、そのようなユーザにとっては、このようにユーザが自分で選択できることは好ましい対処である。
【００５４】
なお、選択候補のパターンとして３種類の場合を示したが、例えば図４（ｂ）の対称形状のパターンに、上記（１）にて説明した▲１▼〜▲６▼の非対称形状のパターンを加えて６種類のパターンの重み係数マップをＥＥＰＲＯＭ１２に記憶しておき、それらから選択できるようにしてもよい。
【００５５】
（３）上記実施例では、ＣＰＵ１４とは別の採点部２８により音高抽出手段及び採点手段を構成したが、それらの機能もＣＰＵ１４によって実現してもよい。この場合、Ａ／Ｄコンバータを介して歌唱音声データがＣＰＵ１４に入力され、ＣＰＵ１４は、図２に示すフローチャートを実行することによって採点が可能となる。
【００５６】
（４）上記実施例ではカラオケ装置１ａ（他のカラオケ装置１ｂ、１ｃ…についても同様である。）の本体に設けられた操作パネル１０の操作部によって曲番号等を入力するようにしたが、例えば赤外線信号やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に基づく無線通信によって接続されたリモコンなどに上記操作ボタンを準備し、その操作に基づく選曲データをカラオケ装置本体側へ送信するような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のカラオケ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施例のカラオケ装置において実施される採点処理の内、音高データの一致度合いを判定するアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【図３】歌唱音声から抽出した音高データＤ１と採点基準データＤ２に基づく採点方法の説明図である。
【図４】本実施例の判定手法の説明図である。
【図５】別実施例の判定手法の説明図である。
【符号の説明】
１…カラオケ装置、２…ホストコンピュータ、３…通信ネットワーク、１０…操作パネル、１２…ＥＥＰＲＯＭ、１３…ハードディスク、１４…ＣＰＵ、１５…ＲＡＭ、１７…ネットワークインターフェース、１８…音源再生装置、２０…アンプ、２２…スピーカ、２３…マイクロフォン、２４…映像再生装置、２６…表示装置、２８…採点部、２８ａ…採点用ＣＰＵ、２８ｂ…ＲＯＭ、２８ｃ…ＲＡＭ、２８ｄ…Ａ／Ｄコンバータ。
【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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