(57)【要約】【課題】カラオケ装置において、音高を間違って歌った箇所の正確な音を歌唱者に聴かせ、その音と同じになるようにすぐに反復して発声して練習させることができる歌唱練習支援システムを提供する。【解決手段】その基本となる発明は、楽曲の演奏データを処理してカラオケ伴奏音楽を音響出力するとともに、その楽曲の歌詞データを処理して歌詞字幕を映像出力するカラオケ装置において、楽曲演奏中に指定箇所に戻って再演奏する旨の利用者入力を受け付けたとき、指定箇所から再演奏するとともに、この再演奏時には、主旋律の演奏音量を他の演奏音量に対して相対的に大きくするカラオケ装置における歌唱練習支援システムとしている。【選択図】　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽曲の演奏データを処理してカラオケ伴奏音楽を音響出力するとともに、その楽曲の歌詞データを処理して歌詞字幕を映像出力するカラオケ装置において、
楽曲演奏中に指定箇所に戻って再演奏する旨の利用者入力を受け付けたとき、指定箇所から再演奏するとともに、この再演奏時には、主旋律の演奏音量を他の演奏音量に対して相対的に大きくすることを特徴とするカラオケ装置における歌唱練習支援システム。
【請求項２】
楽曲の演奏データを処理してカラオケ伴奏音楽を音響出力するとともに、その楽曲の歌詞データを処理して歌詞字幕を映像出力するカラオケ装置において、
歌唱者の音声信号をサンプリングして歌声ピッチを計測する手段と、歌声ピッチ計測値と演奏データの主旋律から得たピッチ基準値との誤差を音楽進行に伴って逐次求め、そのピッチ誤差情報を逐次記録する手段とを備えるとともに、
楽曲演奏中に指定箇所に戻って再演奏する旨の利用者入力を受け付けたとき、指定箇所から再演奏するとともに、再演奏時には、再演奏する区間にて記録されたピッチ誤差情報に基づいて、ピッチ誤差の大きかった箇所において、主旋律の演奏音量を他の伴奏音量に対して相対的に大きくする、
ことを特徴とするカラオケ装置における歌唱練習支援システム。
【請求項３】
請求項２において、楽曲演奏中に記録しているピッチ誤差情報を示唆する画像をディスプレイに表示する手段を備えたことを特徴とするカラオケ装置における歌唱練習支援システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラオケ装置において、歌唱練習に適した演奏制御を行う歌唱練習支援システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラオケ装置における歌唱練習支援システムとしては、カラオケ楽曲の演奏中に歌唱状態を随時判定しながら、その判定結果を歌詞表示の形状や色を変化させて逐次歌唱者に提示するものがある（例えば、下記、特許文献１または特許文献２参照）これらの技術によれば、歌唱中にほぼリアルタイムでうまく歌えなかった箇所がその都度指摘されるので、どの箇所が正しく歌えなかったのかを知ることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特許３０５０１２９号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−２９４７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歌唱状態という聴覚に関する情報を、歌詞表示の形状や色などの視覚によって提示することは、歌唱の上手下手を知る判断材料にはなっても、主旋律通りにカラオケ楽曲を歌えるように反復練習する際には、何ら役に立たない。例えば、歌の先生が生徒に練習曲を歌唱させたときに生徒が音高を間違えて歌った箇所を指摘することを想定してみる。そのとき、先生が五線譜上に主旋律の音符と歌唱した音符とを描いて「この音はこの高さです」などといってその音符を指し示して間違いを指摘したり、正しい音程に矯正させたりすることはしない。従来の歌唱練習支援システムは、この指摘方法と全く同じである。歌唱と主旋律との音程がどの程度離れているのかを視覚に訴えて示したとしても実際の音がどのようなものであるのか、実感することは難しい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、歌唱練習は、正確な音を聞いて、その音と同じになるようにすぐに反復して発声することが最も大事なことであると考えた。上述の歌の先生と生徒の例を挙げれば、先生は生徒が間違えた歌唱箇所を実際に歌って見せたり、ピアノを弾きながら教えているのであれば、間違えた箇所の正確な音を実際に鍵盤でたたいて発音させて「本当はこの音です」といって説明したりした方が、歌唱者は自身の歌唱と主旋律の音程を実感できる。そして、その間違えた箇所を逐次指摘し、その箇所の正確な音をより大きな音で実際に聴かせることが最も効果的であるとも考えた。
【０００７】
以上の考察に基づき本発明が創作された。その基本となる発明は、楽曲の演奏データを処理してカラオケ伴奏音楽を音響出力するとともに、その楽曲の歌詞データを処理して歌詞字幕を映像出力するカラオケ装置において、楽曲演奏中に指定箇所に戻って再演奏する旨の利用者入力を受け付けたとき、指定箇所から再演奏するとともに、この再演奏時には、主旋律の演奏音量を他の演奏音量に対して相対的に大きくするカラオケ装置における歌唱練習支援システムとしている。
【０００８】
また、楽曲の演奏データを処理してカラオケ伴奏音楽を音響出力するとともに、その楽曲の歌詞データを処理して歌詞字幕を映像出力するカラオケ装置において、歌唱者の音声信号をサンプリングして歌声ピッチを計測する手段と、歌声ピッチ計測値と演奏データの主旋律から得たピッチ基準値との誤差を音楽進行に伴って逐次求め、そのピッチ誤差情報を逐次記録する手段とを備えるとともに、楽曲演奏中に指定箇所に戻って再演奏する旨の利用者入力を受け付けたとき、指定箇所から再演奏するとともに、再演奏時には、再演奏する区間にて記録されたピッチ誤差情報に基づいて、ピッチ誤差の大きかった箇所において、主旋律の演奏音量を他の伴奏音量に対して相対的に大きくするカラオケ装置における歌唱練習支援システムとしてもよい。
【０００９】
この歌声ピッチを計測する手段と、ピッチ誤差情報を逐次記録する手段とを備えた歌唱練習支援システムにおいて、楽曲演奏中に記録しているピッチ誤差情報を示唆する画像をディスプレイに表示する手段を備えさせてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＝＝＝カラオケ装置の基本的な構成と動作＝＝＝
この発明の一実施例によるカラオケ装置の機能ブロック図を図１に示す。このカラオケ装置１は周知の通信カラオケシステムの演奏端末とほぼ同様の構成である。中央制御部１１は、各周辺構成部を制御してこのカラオケ装置１を統括し、ハードディスク装置１２には多数のカラオケ楽曲について、ＭＩＤＩデータを主体とした伴奏音楽データと、歌詞画像の生成起源となる歌詞描出データとを含むカラオケデータが蓄積されている。伴奏音楽データは、シンセサイザに内蔵されている多数の音源のそれぞれを一つの楽器として、それぞれの楽器が発音すべき伴奏音について、発音／消音タイミング、音高、音量などを指定している。歌詞描出データは歌詞文字、歌詞文字列の表示／消去タイミング、表示した文字列において歌唱タイミングにある文字を色変えていくための指示情報などを含んでいる。また、曲目やアーティスト名などの目次情報や標準テンポ（１分間当たりの拍数）とその標準テンポで演奏したときの演奏時間などもカラオケデータに含まれている。さらにハードディスク装置１２には、所定形式の長時間分の動画データと、動画データの処理シーケンス（処理すべき動画データの格納場所と処理順番など）を規定した台本データも格納されている。そして、中央制御部１１は、各楽曲のカラオケデータと台本データとを楽曲番号によって識別し、これをカラオケデータベースとして管理している。なお、中央制御部１１は、通信制御部２３を介して所定の情報通信網に接続されているホスト装置と適時に通信し、新譜楽曲についてのカラオケデータや台本データなどを取り寄せ、カラオケデータベースの内容を随時更新している。
【００１１】
中央制御部１１は、カラオケ装置１本体に配設されている操作パネル１４やリモコン送信器１３から楽曲番号を含んだ演奏予約コマンドを操作制御部１５を介して受け付けると、その番号を内部のＲＡＭに格納して演奏処理の待ち行列で管理する。そして、待ち行列から楽曲番号を順次取り出し、該当のカラオケデータをハードディスク装置１２より読み出し、このカラオケデータ中の伴奏音楽データをシンセサイザ１６に転送して伴奏音楽を生成させ、歌詞描出データに基づいて伴奏音楽に同期して歌唱すべき箇所が色変わりする歌詞画像をビデオＲＡＭ２０に順次ビットマップ展開していく。また、台本データに基づいて所定の動画データを所定の順番で映像制御部２１に順次転送して歌詞画像の背景動画を復号させる。
【００１２】
ミキシングアンプ１７は伴奏音楽とマイクロホン１９に入力された歌唱音声とを混合・増幅してスピーカ１８より音響出力する。映像制御部２１は、復号した動画映像に歌詞画像をスーパーインポーズ処理してディスプレイ２２に表示出力する。
【００１３】
またカラオケ楽曲は、一般的に主旋律の部分を歌唱者が受け持ち、他の旋律を他の楽器が受け持つように、伴奏音楽データ中の主旋律を受け持つ楽器パートの音量は他の旋律の音量より小さく設定されている。しかし、歌唱者が伴奏音につられてしまうなどして、主旋律を外して歌ってしまいそうな場合にも対応し、カラオケ装置には主旋律の音量を他の旋律の音量に対して相対的に大きくする主旋律強調演奏を行うこともできる。中央制御部１１は、楽曲の演奏中に所定の利用者入力を受け付けると、伴奏音楽データ中の主旋律を受け持つ楽器パートの音量の設定値を大きくしたり、他のパートの音量設定値を下げたりする。
【００１４】
＝＝＝歌唱練習支援システム＝＝＝
カラオケ装置１は、以上の基本構成に加え、カラオケ楽曲の歌唱練習を支援するためのシステムが実装されている。本実施例の歌唱練習支援システムは、楽曲演奏時に歌唱状況を分析してその分析結果をリアルタイムで歌唱者に提示するとともに、その楽曲の演奏中に指定の箇所まで戻って再演奏する旨の利用者入力を受け付けると、その指定所から当該楽曲を再演奏する。そして、再演奏の際に、主旋律の伴奏音を他の旋律の伴奏音より大きな音量で発音する主旋律強調演奏モードで演奏する。なお、再演奏時は一律に主旋律を強調して演奏するようにしてもよいが、本実施例では、歌唱音声と主旋律との音程が所定以上離れていた箇所を強調して演奏するようにしている。
【００１５】
カラオケ装置１には、歌唱練習支援システムを実現する専用のハードウエアとして、ピッチ計測部３０が実装されており、中央制御部１１は、操作パネル１４やリモコン送信器１３から楽曲番号入力に続いて歌唱練習モードを起動する旨の所定の操作情報が入力されると、その楽曲演奏時にピッチ計測部を能動化するとともに、再演奏の指示を受け付ける。
【００１６】
＝＝＝歌唱状況の分析と分析状態の提示＝＝＝
中央制御部１１は、歌唱練習モードによって楽曲演奏する際、カラオケデータにける主旋律のピッチ（ピッチ基準値）を１拍ごとに求め、ピッチ計測部３０がこのピッチ基準値と歌声ピッチとを比較してその誤差情報を出力する。図２にピッチ誤差計測方式についての概念図を示した。中央制御部１１は、１拍中に発音される伴奏音が複数あれば、その複数の伴奏音の音長とピッチＰ１に基づいてピッチ基準値Ｐ２を取得している。たとえば、１拍中に３連符があれば、各伴奏音は、同じ音長でピッチだけが異なり、３つの音符の平均値をピッチ基準値Ｐ２としてピッチ計測部３０に与える。また、１拍中に音長が異なる複数の音符が組み合わされている場合には、それぞれの音長に応じた加重平均をとるようにしている。たとえば、一拍中に八分音符の「ド」が１つと十六分音符の「ミ」が２つの計３つの音符があれば、これらの音符は、十六分音符の「ド」が２つと十六分音符の「ミ」が２つの計４つの音符として置き換えられ、この四つの音符の平均を取ってピッチ基準値「レ」が得られる。中央制御部１１は、このように順次求めたピッチ基準値をその拍子に同期してピッチ計測部３０に転送していく。
【００１７】
図３にピッチ計測部３０の機能ブロック図を示した。ピッチ計測部３０は、専用のＤＳＰ３１を主体としてＡ／Ｄコンバータ３２や中央制御部１１との通信インタフェース３３などを含んで構成されている。ピッチ計測部３０では、まず、Ａ／Ｄコンバータ３２がマイクロホン１９から入力される歌唱音声信号をサンプリングしてデジタル歌声データに変換し、ＤＳＰ３１がこの歌声データから歌声ピッチＰ３を抽出する。なお、本実施例におけるサンプリングは１拍あたり１０回であり、中央制御部１１が演奏楽曲のカラオケデータに記載されているテンポ情報をピッチ計測部３０のＤＳＰ３１に与え、ＤＳＰ３１は、このテンポ情報から求められるサンプリング周期を計算し、Ａ／Ｄコンバータ３２はこの周期ごとに歌唱音声をサンプリングする。たとえば、テンポが１２０であれば、１拍が５００ｍｓであり、サンプリング周期は５０ｍｓとなる。
【００１８】
ＤＳＰ３１は、１拍ごとに中央制御部１１から転送されてくるピッチ基準値Ｐ２とこの１拍中に得られる１０回分の歌声ピッチＰ３の平均値Ｐ４とを比較し、その比較結果としてセントを単位としたピッチ誤差ΔＰを中央制御部１１に転送する。なお歌唱者が歌いそびれるなどして、たとえば、１拍中１０回のサンプリング機会で５回以上歌唱ピッチを特定できない場合、ＤＳＰ３１はこの拍についのピッチ誤差情報を出力しないようにしている。中央制御部１１は、ピッチ計測部３０から転送されてくるピッチ誤差情報を演奏開始からの累積拍数に対応付けして記録していく。ピッチ誤差情報が出力されなかった拍についてはデータなしの旨の情報を対応付けして記録する。
【００１９】
中央制御部１１は、ピッチ誤差情報を記録していく処理に並行して、この誤差情報をバーグラフによって表示する制御も行う。図４にこのバーグラフの表示状態を示した。微少セグメント４１を左右に帯状に連ねたバーグラフ４０がディスプレイ２２に歌詞文字４２と重ならないように表示されている。この例では３０個の微少セグメント４１によってバーグラフ４０が形成されている。たとえば、ディスプレイ２２の左右７２０ドットにバーグラフの全長を表示すれば、各微少セグメントは左右方向に２４ドットが割り当てられることになる。また、このバーグラフ４０は演奏時間軸を示しており、中央制御部１１は、各微少セグメント４１に対応する微少時間ごとに記録したピッチ誤差情報に基づいて、各セグメント４１の色が次々と変化するような画像を歌詞画像ととともにビデオＲＡＭ２０にビットマップ展開していく。
【００２０】
中央制御部１１は、まず、演奏楽曲の総拍数をバーグラフの全長に対応付けして各微少セグメントに割り当てる拍数を算出する。たとえば、テンポ１２０（１２０拍／分）で３分３０秒の曲であれば、総拍数は４２０拍となり、総拍数を微少セグメント数で除算して各セグメントには１４拍を割り当てる。以下、この総拍数４２０の楽曲を例に挙げてバーグラフ４０の表示制御方式を説明する。
【００２１】
中央制御部１１は、演奏の進行に伴ってピッチ計測部３０から転送されてくる１拍ごとのピッチ誤差情報に基づいて歌唱の正しさを４段階で評価し、さらに、１４拍分の評価結果の内訳に応じて合否を判定する。図５（Ａ）（Ｂ）にピッチ誤差情報と評価との対応関係と、１４拍分のピッチ誤差情報の内訳と合否の対応関係とを示した。１拍ごとに「ノーミス」「小ミス」「中ミス」「大ミス」の４段階評価を行い、１４拍分の評価の内訳に応じて「優秀」「合格」「不合格」の３段階で合否判定を行っている。
【００２２】
中央制御部１１は、演奏開始時点で全ての微少セグメント４１を同じ色に着色するとともに、４段階評価を１４拍分取得した時点で３つの合否判定結果に応じた色で該当の微少セグメント４１ａ〜４１ｃを着色する。なお、演奏時系列上で主旋律が存在しない期間を非歌唱期間として認知し、この期間に相当する微少セグメント４１ｄについては所定の色に着色する。また、ピッチ誤差情報がない拍が１４拍中に所定以上含まれる場合には合否判定不能とし、この判定不能に対応する微少セグメント４１ｅについても所定の色に着色してその旨を提示するようにしている。１４拍分のピッチ誤差情報を取得している最中で現在演奏中に相当する微少セグメントの上にカーソル（▼マーク）４４を表示するとともに、その微少セグメント４１ｆも所定の色に着色する。未演奏部分の微少セグメント４１ｇは初期状態の色のままとなっている。
【００２３】
なお、歌唱分析状況の提示形態としては、上記バーグラフに限らず、数値や「合格」「不合格」などの文言など適宜な表現で提示するようにしてもよい。
【００２４】
＝＝＝再演奏時の主旋律強調演奏制御＝＝＝
例えば、歌唱者がバーグラフの着色状態を見て、直前に歌った箇所が不合格になったとする。歌唱者は、この箇所を正しく歌えるようにしたいと思えば、リモコン送信器１３などを操作して指定の箇所まで戻って再演奏させて歌い直すことができるようになっている。本実施例では、リモコン送信器１３や操作パネル１４上にある所定のボタンが押されている間、中央制御部１１は、カラオケデータ上の演奏経過時間を示す情報に基づいて、演奏時系列を所定の速度で逆行させていき、前記ボタン操作が終了すると、その時点の演奏箇所からカラオケデータをシンセサイザ１６に転送して再演奏させる。また中央制御部１１は、ボタンが押されている間に逆行していく演奏経過時間を逐次取得し、表示中のバーグラフ上でその取得した経過時間に相当する位置にカーソルを配置した画像をビデオＲＡＭ２０に逐次ビットマップ展開していく。それによって、カーソルが左方向に移動していく画像が表示され、利用者は演奏箇所をどの時点まで戻しているのかを確認することができる。
【００２５】
再演奏を開始する演奏箇所が指定され、この箇所から再演奏を開始する際、この再演奏箇所はすでにピッチ誤差情報を記録した箇所となっている。中央制御部１１は、再演奏の処理と並行して、この記録済みのピッチ誤差情報を取得していき、その誤差情報が所定の基準以上である場合、すなわち、主旋律と採取した歌声ピッチとが所定の音程以上離れていたことが記録されている場合、主旋律の音量を大きくするとともに他の旋律の音量を消音するように伴奏音楽データ中の各旋律における音量値を調整して、これをシンセサイザ１６に転送していく。それによって、歌唱者が音程を所定以上はずした演奏箇所になると、主旋律の伴奏音のみが音響出力される。図６に歌唱練習モードにおける処理の流れ図を示した。
【００２６】
なお、ピッチ誤差情報自体を所定の基準と比較せず、前記「大ミス」の箇所、あるいは「不合格」の箇所を主旋律強調演奏するようにしてもよい。また、主旋律強調演奏の制御方式についても、再演奏時に伴奏音楽データの該当箇所の音量値をリアルタイムで編集するのではなく、ピッチ誤差情報を記録していく過程で基準以上のピッチ誤差情報が記録された場合、伴奏音楽データにおけるその記録時点の各旋律の音量値を再設定し、この再設定後の伴奏音楽データを再演奏用として別に記憶しておくようにしてもよい。そして、再演奏時には、その別の伴奏音楽データを処理する。
【００２７】
＝＝＝主旋律音の強調＝＝＝
上記実施例では、歌唱音高と主旋律の音高とが基準以上離れている箇所にのみ主旋律強調演奏の制御を適用していた、しかし、正しく歌われた箇所が短く、かつ、その箇所の前後が間違って歌われた場合では、間違った箇所のみ主旋律強調演奏することは却って歌いにくい。そこで、正しく歌われた箇所が継続して所定時間以下であれば、その箇所も主旋律強調演奏するようにしてもよい。
【００２８】
主旋律強調演奏時に主旋律以外の旋律を消音しなくてもよい、主旋律の音量が他の旋律の音量に対して相対的に大きくするようにすればよい。また、主旋律を受け持つ楽器を歌唱者がよく聞き取れる他の楽器に変更するように伴奏音楽データを編集してもよい。
【００２９】
＝＝＝再演奏の指示＝＝＝
再演奏の指示は、楽曲の演奏途中に限らず、１曲分の演奏が終わってからでもよい。そして、直前に演奏した楽曲を最初からあるいは利用者が指定した箇所から演奏させるようにしてもよい。この場合も、歌唱音高と主旋律の音高とが基準以上離れている箇所にのみ主旋律強調演奏するようにできる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のカラオケ装置における歌唱練習支援システムによれば、カラオケ楽曲の歌唱中に音高を間違って歌った箇所を逐次指摘するとともに、その箇所を再演奏して主旋律の正しい音高の音を実際に提示することができる。それによって歌唱者は、間違った箇所がどのように間違っていたのかを聴覚で実際に確かめることができ、歌唱の上達を確実に支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるカラオケ装置の機能ブロック図である。
【図２】上記カラオケ装置における歌唱練習支援システムによるピッチ計測方式の原理概念図である。
【図３】上記カラオケ装置に実装されているピッチ計測部の機能ブロック図である。
【図４】上記カラオケ装置が歌唱練習モードで演奏処理している時にディスプレイに表示する画面の概略図である。
【図５】上記ピッチ計測部が１拍ごとに出力するピッチ誤差情報と歌唱評価との対応関係図（Ａ）と、所定拍数ごとの歌唱評価の内訳と合否判定結果との対応関係図（Ｂ）である。
【図６】上記カラオケ装置における主旋律強調演奏の処理の流れ図である。
【符号の説明】
１　カラオケ装置
１１　中央制御部
１２　ハードディスク装置
１９　マイクロホン
２２　ディスプレイ
３０　ピッチ計測部
４０　バーグラフ
４１、４１ａ〜４１ｆ　微少セグメント
４２　歌詞文字列
【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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