(57)【要約】【課題】ピッチ変更に際して周波数変換方式に比べて相対的に音質劣化が生じ易いが処理負荷の少ないクロスフェード方式を用いながらも、音質劣化が余り起こらないピッチ変更を実現する。【解決手段】標準ピッチの波形データＤ４に加え、標準ピッチより４度高い高ピッチの波形データＤ５、標準ピッチより４度低い低ピッチの波形データＤ６が準備される。そして、現在の演奏ピッチに対応して最も近い波形データが選択され、その選択された波形データを用いて、必要ならばさらにクロスフェード式ピッチ変更器によってピッチ変更する。したがって、標準ピッチから±６度の範囲内でのピッチ変更に対して、いずれの場合も最大２度分のピッチ変更で対応できる。そのため、従来のように常に標準ピッチの波形データを用いてピッチ変更処理を実行する場合には３度以上のピッチ変更が必要であったケースであっても、２度以内のピッチ変更で済む。【選択図】図７
2004157482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル符号化された波形データを記憶する波形データ記憶手段、
前記波形データ記憶手段に記憶された波形データを再生する波形データ再生手段、
前記波形データ再生手段によって再生された波形データに対して、クロスフェード方式によるピッチ変更処理を実行するピッチ変更手段を備えるピッチ変更装置であって、
前記波形データ記憶手段は、
標準ピッチの波形データに加え、その標準ピッチの波形データに対してピッチが変更された１以上の波形データを記憶しており、
前記ピッチ変更手段は、
前記標準ピッチからのピッチ変更量が指定されると、そのピッチ変更量分だけ変更した後のピッチに最も近いピッチの波形データを前記データ記憶手段から読み出し、その読み出した波形データを用いて前記ピッチ変更処理を実行する
ピッチ変更装置。
【請求項２】
請求項１に記載のピッチ変更装置において、
前記波形データ記憶手段は、
前記標準ピッチの波形データに対してピッチが変更された１以上の波形データとして、前記標準ピッチの波形データに対してピッチが４度分高い波形データ及びピッチが４度分低い波形データを記憶している
ピッチ変更装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のピッチ変更装置において、
前記標準ピッチは、原曲のピッチとは異なるピッチであり、
前記波形データ記憶手段は、
前記標準ピッチの波形データに対してピッチが変更された１以上の波形データとして、前記原曲ピッチに対応するピッチの波形データを記憶している
ピッチ変更装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のピッチ変更装置において、
さらに、
前記波形データ再生手段によって再生された波形データに対してピッチ変更処理を実行する第２のピッチ変更手段、
前記第２のピッチ変更手段によってピッチ変更のなされた波形データをデジタル符号化する符号化手段を備え、
前記波形データ記憶手段が記憶している標準ピッチの波形データ及びその標準ピッチの波形データに対してピッチが変更された１以上の波形データは、それらの内のいずれか一つの波形データを元にして他の波形データが前記第２のピッチ変更手段及び符号化手段によって作成されたものである
ピッチ変更装置。
【請求項５】
請求項４に記載のピッチ変更装置において、
前記第２のピッチ変更手段は、前記ピッチ変更手段によるクロスフェード方式によるピッチ変更処理に対してピッチ変更後の音質劣化が少ない方式によるピッチ変更処理を実行する
ピッチ変更装置。
【請求項６】
請求項５に記載のピッチ変更装置において、
前記第２のピッチ変更手段は、高速フーリエ変換等の周波数変換方式によるピッチ変更処理を実行する
ピッチ変更装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載のピッチ変更装置、
音符を元にした楽曲演奏情報を記憶する楽曲演奏情報記憶手段、
前記ピッチ変更装置によって変更された波形データ及び前記楽曲演奏情報記憶手段に記憶された楽曲演奏情報に基づいて楽曲の演奏を行なう楽曲演奏手段と、
楽曲演奏時のピッチを増減変更するための操作入力を受け付けるピッチ変更入力受付手段を備えるカラオケ装置であって、
前記波形データ記憶手段は、カラオケ演奏時に用いるバックコーラス用の波形データを記憶しており、
前記ピッチ変更手段は、前記ピッチ変更入力受付手段によって受け付けたピッチピッチ変更量に対応するピッチ変更量に基づいて前記ピッチ変更処理を実行する
カラオケ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のカラオケ装置において、
前記波形データ記憶手段が記憶している前記標準ピッチの波形データに対してピッチが変更された１以上の波形データの数は、
当該波形データを用いた前記楽曲演奏時の演奏速度又は前記楽曲演奏情報に基づく同時発音数の少なくとも何れか一方に対応して設定されている
カラオケ装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のカラオケ装置において、
外部装置と通信するための通信手段を備え、
前記楽曲演奏情報及び波形データを含むカラオケ演奏用のデータは、外部装置から配信されたものである
カラオケ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波形データに対してクロスフェード方式によるピッチ変更を行うピッチ変更装置、及びそのピッチ変更装置を備えたカラオケ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、カラオケ市場においては、いわゆる通信カラオケというものが一般的になっている。この通信カラオケはＭＩＤＩ演奏が一般的だが、例えばバックコーラスなど肉声が欲しい時はデジタルオーディオデータを使う。デジタルオーディオデータはそのままではデータが巨大過ぎるため、通常はＡＤＰＣＭ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）やＭＰ３等のコーデックでエンコード（圧縮）して保存しておき、使用時にはデコード（解凍）している。
【０００３】
また、例えばカラオケ装置においては、デフォルト状態での演奏ピッチがユーザの音域に合わないための対処として、ピッチを変更（増減）させることができるようになっている。具体的には、カラオケ曲の演奏が開始された後に、例えばピッチを増加させる場合には「＃」ボタンを押し、逆に、ピッチを減少させる場合には「♭」ボタンを押すことで、ピッチ変更を実現していた。
【０００４】
例えばバックコーラス付きのカラオケＭＩＤＩ楽曲をピッチコントロールしようとした場合、ＭＩＤＩ演奏についてはＭＩＤＩデータの構造上から容易にピッチコントロール可能であるが、バックコーラスについては特殊な方法を用いてピッチコントロール（一般にはピッチシフト等と称す。）を行なう必要があった。
【０００５】
ピッチシフトの方法には、クロスフェードを用いる方法（例えば、特許文献１参照）やＦＦＴ（＝高速フーリエ変換）等の周波数変換を用いる方法（例えば、特許文献２参照）等各種あるが、例えばカラオケ装置において実現する場合には、その目的からリアルタイムにピッチシフトを行なう必要がある。ここで、周波数変換方式は音質劣化が少ないが、その一方で計算量がクロスフェード方式と比べて多いため、処理負荷の観点からクロスフェードを用いる方法が一般的であった。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３１７５１７９号公報
【特許文献２】
特開２００１−３５６７９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クロスフェード方式では周波数変換方式に比べて音質が劣化し易い欠点があった。例えばカラオケ装置においてピッチコントロールが必要とされる一般的範囲としては１オクターブ分が考えられるが、この範囲をカバーするための境界値は±６度にも及んでしまう。そして、このような±６度のピッチシフトをクロスフェード方式で行なうと、音質劣化が相当生じてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ピッチ変更に際して周波数変換方式に比べて相対的に音質劣化が生じ易いが処理負荷の少ないクロスフェード方式を用いながらも、音質劣化が余り起こらないピッチ変更を実現することを目的とする。
【０００９】
【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に係るピッチ変更装置は、デジタル符号化された波形データを記憶する波形データ記憶手段、波形データ記憶手段に記憶された波形データを再生する波形データ再生手段、波形データ再生手段によって再生された波形データに対して、クロスフェード方式によるピッチ変更処理を実行するピッチ変更手段を備えるピッチ変更装置である。そして、波形データ記憶手段は、標準ピッチの波形データに加え、その標準ピッチの波形データに対してピッチが変更された１以上の波形データを記憶しており、ピッチ変更手段は、標準ピッチからのピッチ変更量が指定されると、そのピッチ変更量分だけ変更した後のピッチに最も近いピッチの波形データをデータ記憶手段から読み出し、その読み出した波形データを用いてピッチ変更処理を実行する。このように、標準ピッチの波形データだけでなくピッチ変更された波形データも記憶し、ピッチ変更時には、変更後のピッチに最も近いピッチの波形データを用いてピッチ変更処理を実行するため、常に標準ピッチの波形データを用いてピッチ変更処理を実行する場合に比べ、ピッチ変更の度合いが少なくて済むケースが多くなり、クロスフェード方式のピッチ変更処理を実行した場合の音質劣化を抑制できる。
【００１０】
（２）標準ピッチの波形データ以外の波形データとしては、例えば請求項２に示すように、標準ピッチの波形データに対してピッチが４度分高い波形データ及びピッチが４度分低い波形データを記憶しておくことが考えられる。例えばカラオケ装置では、デフォルト状態での演奏ピッチがユーザの音域に合わないための対処として、ピッチを変更（増減）させることができるようになっているが、このピッチコントロールが必要とされる一般的範囲としては１オクターブ分が考えられる。この範囲をカバーするための境界値は±６度である。したがって、カラオケ装置に適用した場合を想定すれば、上述のように標準ピッチの波形データと、当該波形データに対して±４度ピッチ変更した波形データを持てば、最大でも２度分のピッチ変更で全ての範囲をカバーできることとなり、音質劣化抑制の観点から望ましいといえる。
【００１１】
また、請求項３に示すように、標準ピッチの波形データ以外の波形データとして、原曲ピッチに対応するピッチの波形データを記憶していてもよい。例えばカラオケ装置に適用した場合を想定すれば、原曲ピッチ（あるいはそれに近いピッチ）で歌唱したいと希望するユーザも多いと考えられる。したがって、このような原曲ピッチに対応するピッチの波形データを記憶しておけば、ピッチ変更の度合いが少なくて済むケースが多くなると考えられる。
【００１２】
（３）ところで、上述した標準ピッチの波形データと、その標準ピッチの波形データに対してピッチが変更された波形データについては、それら全てを予め作成して波形データ記憶手段に記憶しておいてもよいが、請求項４に示すように、ピッチ変更装置自らが作成するようにしてもよい。つまり、それらの波形データの内のいずれか一つは記憶手段に記憶しておき、その波形データを元にして、それ以外の波形データを第２のピッチ変更手段及び符号化手段によって作成するようにしてもよい。
【００１３】
そして、この波形データ作成のために用いる第２のピッチ変更手段としては、請求項５に示すように、クロスフェード方式によるピッチ変更処理に対してピッチ変更後の音質劣化が少ない方式によるピッチ変更処理を実行できることが望ましい。つまり、例えばカラオケ装置に適用した場合を想定すると、ピッチ変更手段はカラオケ曲の演奏時においてリアルタイムにピッチ変更処理を実行することとなるため、処理量が比較的少ないクロスフェード方式を採用することが好ましい。それに対してこのような波形データの作成は比較的時間に余裕がある状況で実行できるため、クロスフェード方式よりも音質劣化が少ない方式によって処理した方がよいからである。この方式の例としては、請求項６に示すように、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等の周波数変換方式によることが考えられる。
【００１４】
（４）これまでの説明でも何度か例示しているが、このピッチ変更装置は、例えば請求項７に示すように、楽曲演奏時のピッチを増減変更するための操作入力を受け付けるピッチ変更入力受付手段を備えるカラオケ装置に適用することが考えられる。その場合、波形データ記憶手段がカラオケ演奏時に用いるバックコーラス用の波形データを記憶しており、ピッチ変更手段が、ピッチ変更入力受付手段によって受け付けたピッチ変更量に対応するピッチ変更量に基づいてピッチ変更処理を実行することとなる。このようにすれば、カラオケ演奏時に、音質劣化の少ないバックコーラスを実現できる。
【００１５】
（５）ところで、標準ピッチの波形データ以外の波形データは、多ければ多いほど、ピッチ変更処理を実行する際のピッチ変更の度合いが少なくて済む。上述のように１度単位のピッチ変更が可能なカラオケ装置に適用した場合を想定すれば、３度分のピッチ間隔で変更した波形データを準備しておけば、どのようなピッチ変更が指定されても、ピッチの最も近いいずれかの波形データを用いれば最大１ピッチ分のピッチ変更で対応できる。
【００１６】
しかしながら、波形データが多ければ当然ながら記憶手段のデータ記憶量が多くなるため、必要に応じて波形データ数を調整してもよい。具体的には、ピッチ変更による音質劣化が聴者にとって気になる度合いによって変えることが考えられる。例えば請求項８に示すように、楽曲の演奏速度や楽曲演奏情報に基づく同時発音数の少なくとも何れか一方に対応して設定することが考えられる。例えば相対的に速い演奏の場合や同時発音数が多い場合は、相対的に遅い演奏の場合や同時発音数が少ない場合と比べ、聴者が音質劣化を感じる度合いが減少する。そのため、相対的に遅い演奏の場合や同時発音数が少ない場合になるほど、準備する波形データを多くし、実際のピッチ変更の量が少なくなるようにして音質劣化を抑制するとよい。
【００１７】
また、曲のジャンルによって波形データ数を変更してもよい。
（６）楽曲演奏情報及び波形データを含むカラオケ演奏用のデータについては、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭのようなパッケージメディアから読み込んでもよいが、請求項９に示すように外部装置から配信してもらうこともできる。特に、いわゆる通信カラオケと称されるように、カラオケ演奏用データを外部装置（例えば配信センタ等のホストコンピュータ）から配信してもらうことが近年のカラオケ市場ではよく行われている。近年普及がめざましいブロードバンドの通信網を介して配信される場合には、通信コストが低下すると共に、カラオケ装置側で波形データを生成する手間が省けるメリットがある。
【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（ａ）は、ピッチ変更装置を備えた本実施例のカラオケ装置１の構成を示すブロック図である。本実施例のカラオケ装置１は、いわゆる通信カラオケと称されるものであり、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１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。
【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１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１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。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に対して配信することができるようになっている。
【００２１】
次に、カラオケ装置１の構成について説明する。
このカラオケ装置１には、図１（ａ）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、曲の予約操作などを行うための操作パネル１０、カラオケ装置１全体の制御を司る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（歌唱者）の歌声等を流すスピーカ２２、利用者（歌唱者）の歌声等をアンプ２０に入力するためのマイクロフォン（以下、単にマイクと称す。）２３、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を備えている。この内、操作パネル１０、ハードディスク１３、ＲＡＭ１５、音源再生装置１８及び映像再生装置２４は、ＣＰＵ１４に接続されている。
【００２２】
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から送られてくる楽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。
【００２３】
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、任意の曲の選択等を行うためのテンキーパネル１０ａ、演奏音のピッチ（演奏キーとも称される）の調整及び表示を行うためのピッチパネル１０ｂ、例えば選択された曲番号等を表示するための表示部１０ｃを備えている。
【００２４】
テンキーパネル１０ａは、「０」から「９」までの数字ボタンと、その数字ボタンを介して入力された選曲番号を確定させて演奏を実行させるための選曲ボタンを備える。
また、ピッチパネル１０ｂは、歌唱者の希望する音域に合わせた演奏をさせるための４種類のボタン、すなわちフラットボタン１０１、ナチュラルボタン１０２、シャープボタン１０３、原曲ボタン１０４と、ピッチ表示用ＬＥＤ１０５を備える。フラット（♭）ボタン１０１はキーを下げるためのもの、シャープ（＃）ボタン１０３はキーを上げるためのものである。また、ナチュラルボタン１０２は、直前の操作でキーを上げた場合には下げ、キーを下げた場合には上げる、というように一つ前の操作の状態に戻すためのものである。また、原曲ボタン１０４は、原曲と同じピッチに変更するためのものである。
【００２５】
ピッチ表示用ＬＥＤ１０５は、演奏ピッチが標準ピッチ（デフォルトの状態）からどの程度変更されているかを示すためのものであり、中央には、標準ピッチを示すための他よりも少し大きな表示サイズのＬＥＤが配置され、その左右両側には、中央のＬＥＤよりも小さなＬＥＤがそれぞれ６つずつ配置されている。上述したフラットボタン１０１、シャープボタン１０３は、それぞれ１回押す毎にピッチが１度（半音：セミトーン）ずつ増減するようになっており、その操作に応じてピッチ表示用ＬＥＤ１０５の点灯部分が移動するように構成されている。具体的には、標準ピッチの場合は中央のＬＥＤが点灯しており、シャープボタン１０３を１回押せば１つ右側のＬＥＤが点灯し、さらに１回押せばさらに１つ右側のＬＥＤが点灯する。フラットボタン１０１の場合も同様に、押した回数分だけ左に位置するＬＥＤが点灯する。なお、このピッチ表示用ＬＥＤ１０５の配置からも分かるように、本実施例では、標準ピッチから最大６度の増減が可能となっている。
【００２６】
また、ハードディスク１３には、図２に示すように、アプリケーションプログラムや楽曲データなどが記憶されている。楽曲データは、図３に示すようにヘッダＤ１、ＭＩＤＩデータＤ２、歌詞データＤ３、バックコーラスなどの肉声の波形データＤ４（Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７）等によって構成されているが、これについては後述する。また、ハードディスク１３には、映像データや各種の設定に必要な設定データ、さらには演奏記録などのログデータなども記憶されている。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、選択された曲の楽曲データや選択された曲と関連する映像データをハードディスク１３から呼び出して、音源再生装置１８及び映像再生装置２４に同期させて出力するようになっている。
【００２７】
その後、ＣＰＵ１４から出力される楽曲データは、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。
【００２８】
ここで、音源再生装置１８について、図２を参照してさらに説明する。音源再生装置１８は、デコーダ１８ａ、クロスフェード式ピッチ変更器１８ｂ、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１８ｃ、エンコーダ１８ｄ、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）式ピッチ変更器１８ｅ、ＭＩＤＩ音源１８ｆを備えている。ＣＰＵ１４から出力される楽曲データ中のＭＩＤＩデータＤ２は、ＭＩＤＩ音源１８ｆにおいて演奏音信号に変換された後、ＤＡＣ１８ｃを介してアンプ２０へ出力される。一方、例えばバックコーラス用の波形データＤ４（Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７）は、デコーダ１８ａによってデコードした後、必要に応じてクロスフェード式ピッチ変更器１８ｂにてピッチ変更を行い、その後、ＤＡＣ１８ｃを介してアンプ２０へ出力される。
【００２９】
ＭＩＤＩデータを用いた楽曲演奏に際してピッチ変更（キー変更）をする場合には、標準ピッチからの変更量をＣＰＵ１４からＭＩＤＩ音源１８ｆに指示してやれば、ＭＩＤＩデータを用いてその指示されたピッチでの演奏音信号を容易に作成できる。一方、波形データの場合は、クロスフェード式ピッチ変更器１８ｂにてピッチ変更される。クロスフェード式のピッチ変更に関しては、従来技術としても示した特許文献１（特許第第３１７５１７９号公報参照）などに記載されている公知技術であるため、ここでは詳しい説明は省略する。
【００３０】
しかしクロスフェード方式のピッチ変更の場合は、周波数変換方式に比べて音質が劣化し易い。上述のように、本実施例では、標準ピッチから最大６度の増減が可能であるが、±６度のピッチ変更をクロスフェード方式で行なうと、音質劣化が相当生じてしまう。そこで、本実施例のカラオケ装置１では、次のような工夫をして音質劣化を極力防止している。つまり、図３（ａ）に示すように、波形データとして、「標準ピッチ」の波形データＤ４、標準ピッチより所定ピッチ高い「高ピッチ」の波形データＤ５、標準ピッチより所定ピッチ低い「低ピッチ」の波形データＤ６、及び原曲ピッチの波形データＤ７を、楽曲データとしてハードディスク１３に記憶しておくのである。そして、標準ピッチからのピッチ変更量が指定されると、そのピッチ変更量分だけ変更した後のピッチに最も近いピッチの波形データをハードディスク１３から読み出し、その読み出した波形データをデコーダ１８ａによってデコードし、クロスフェード式ピッチ変更器１８ｂによってピッチ変更するのである。
【００３１】
一例を挙げると、図７（ａ）に示すように、標準ピッチの波形データＤ４に加えて、高ピッチの波形データＤ５として標準ピッチより４度高いものを準備し、低ピッチの波形データＤ６として標準ピッチより４度低いものを準備する。そして、図７（ｂ）に示すように、現在の演奏ピッチに対応して、選択すべき波形データとその波形データに対するピッチ変更値を記憶しておく。なお、現在の演奏ピッチは、標準ピッチとの差で示してある。図７（ｂ）に示す例であれば、標準ピッチに対して±２度以内のピッチ変更であれば、標準ピッチの波形データＤ４を用いる。また、標準ピッチに対して３度、４度、５度、６度のピッチ変更（ピッチ増加）であれば、高ピッチの波形データＤ５を用いる。また、標準ピッチに対して−３度、−４度、−５度、−６度のピッチ変更であれば、低ピッチの波形データＤ６を用いる。このようにすれば、標準ピッチから±６度の範囲内でのピッチ変更であれば、いずれの場合も最大２度分のピッチ変更で対応できる。
【００３２】
なお、図７では原曲ピッチの波形データＤ７について触れなかったが、原曲ピッチの波形データＤ７が存在すれば、さらにピッチ変更する機会が減ることとなる。例えば、原曲ピッチの波形データＤ７が標準ピッチより６度低いものであったとすると、図７の例では標準ピッチより６度低い場合には低ピッチの波形データＤ６を用いてさらに２度分低くピッチ変更することとなるが、そのようなことをせずに、原曲ピッチの波形データＤ７をピッチ変更せずにそのまま用いることができるからである。
【００３３】
また、本実施例の場合は、通信ネットワーク３を介してホストコンピュータ２からカラオケ装置１に送られてくる時点での楽曲データ中には、図３（ｂ）に示すように、波形データとしては標準ピッチの波形データＤ４しか存在しない。この標準ピッチの波形データＤ４を用いて他の波形データをカラオケ装置１内で作成するのである。もちろん、図３（ｃ）に示すように、波形データ自体が存在しない楽曲データも当然存在する。上述のバックコーラス等のようにＭＩＤＩデータでは対応するのが難しい楽音データについて波形データとして持つため、元々バックコーラス等がない楽曲データであれば波形データ自体が存在しなくてもよいからである。
【００３４】
それでは、図４のフローチャートを参照して、標準ピッチの波形データＤ４を用いて他の波形データを作成する処理について説明する。この処理は、楽曲データの受信時、又は受信後のカラオケ装置１が演奏を行っていないアイドリング時にＣＰＵ１４が実行するものである。
【００３５】
まず、楽曲データを受信し（Ｓ１０）、その中に波形データがあるか否かを判断する（Ｓ２０）。図３（ｃ）に示すように、波形データ自体が存在しない楽曲データであれば（Ｓ２０：ＮＯ）、そのまま本処理ルーチンを終了する。一方、図３（ｂ）に示すように、波形データＤ４が存在する楽曲データであれば（Ｓ２０：ＹＥＳ）、その波形データをデコーダ１８ａに送ってデコードさせる（Ｓ３０）。そして、デコードした波形データをＦＦＴ式ピッチ変更器１８ｅによって必要度数のピッチ変更をさせる（Ｓ４０）。例えば上述例の高ピッチの波形データを作成するのであれば４度分高くピッチ変更させる。
【００３６】
そして、ＦＦＴ式ピッチ変更器１８ｅによってピッチ変更された波形データをエンコ−ダ１８ｄによってエンコードし（Ｓ５０）、楽曲データに連結する（Ｓ６０）。例えば高ピッチの波形データＤ５を作成したのであれば、それを標準ピッチの波形データＤ４の後に連結する。その後、他にピッチ変更が必要か否かを判断し（Ｓ７０）、必要であれば（Ｓ７０：ＹＥＳ）Ｓ４０へ戻り、必要でなければ（Ｓ７０：ＮＯ）本処理ルーチンを終了する。本実施例では、高ピッチの波形データＤ５、低ピッチの波形データＤ６、原曲ピッチの波形データＤ７を順番に作成し、図３（ａ）のような楽曲データを作成して終了する。
【００３７】
なお、配信時の楽曲データ中のヘッダには、標準ピッチの情報はもちろん、原曲ピッチの情報も含まれている。したがって、標準ピッチと原曲ピッチとの差を算出し、その差がある場合には、その差分のピッチ変更を行って原曲ピッチの波形データＤ７を作成する。もちろん、標準ピッチと原曲ピッチが同一の場合もあるので、必ず原曲ピッチの波形データＤ７を作成するというわけではない。なお、図３の処理は受信した各楽曲データに対して実行され、その結果、図３（ａ）又は図３（ｃ）に示す内容の楽曲データがハードディスク１３に格納されることとなる。
【００３８】
次に、カラオケ装置１にて実行されるカラオケ演奏時の処理についても図５のフローチャートを参照して説明する。この処理もＣＰＵ１４が実行するものである。
まず、曲番号の受付が完了したか否か判断し（Ｓ１１０）、選曲ボタンが操作されて受付完了の場合は（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、その受け付けた曲番号に対応する楽曲データをハードディスク１３からＲＡＭ１５に転送する（Ｓ１２０）。この時点ではハードディスク１３中には、図３（ａ）に示すように、４種類の波形データＤ４〜Ｄ７を持つ楽曲データか、あるいは図３（ｃ）に示すように波形データ自体を持たない楽曲データのいずれかが存在することとなる。
【００３９】
そして、次のステップＳ１３０では、ＲＡＭ１５に転送した楽曲データ内のＭＩＤＩデータＤ２を音源再生装置１８（図１参照）内のＭＩＤＩ音源１８ｆ（図２参照）に送る。それと共に、図３（ａ）に示すように波形データを持つ楽曲データの場合には、標準ピッチの波形データＤ４を音源再生装置１８内のデコーダ１８ａ（図２参照）に送る。当然ながら、図３（ｃ）に示すように波形データ自体を持たない楽曲データの場合は、デコーダ１８ａへ送ることはない。
【００４０】
そして、次のステップＭＩＤＩデータＤ２はＭＩＤＩ音源１８ｆにおいて演奏音信号に変換された後、ＤＡＣ１８ｃを介してアンプ２０へ出力される。一方、デコーダ１８ａにてデコードされた標準ピッチの波形データＤ４はクロスフェード式ピッチ変更器１８ｂを介し、さらにＤＡＣ１８ｃを介してアンプ２０へ出力される。
【００４１】
そして、曲の演奏が終了するまでは（Ｓ１４０：ＮＯ）、ピッチ変更処理（Ｓ１５０）を実行し、曲の演奏が終了したら（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、本処理ルーチンを終了する。
それでは、図５のステップＳ１５０にて実行されるピッチ変更処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４２】
まず、ピッチ変更操作について判断する（Ｓ２１０）。ピッチ変更操作が無い場合には、そのまま本処理ルーチンを終了する。
一方、フラットボタン１０１、ナチュラルボタン１０２、シャープボタン１０３のいずれかが操作された場合には、その操作に応じて「現在の演奏ピッチ値」を増減させる（Ｓ２２０）。本実施例の「現在の演奏ピッチ値」は、標準ピッチに対する差を度数（セミトーン数）で示すものであり、初期値は０である。そして、フラットボタン１０１が１回操作されれば１減り、シャープボタン１０３が１回操作されれば１増える。また、ナチュラルボタン１０２が操作された場合は、直前の操作がフラットボタン１０１によるものであればその反対の操作による動作としてピッチ値を１増やし、直前の操作がシャープボタン１０３によるものであればその反対の操作による動作としてピッチ値を１減らす。この「現在の演奏ピッチ値」は、ＲＡＭ１５にセット（記憶）される。
【００４３】
また、原曲ボタン１０４が操作された場合には、楽曲データ（図３参照）中のヘッダＤ１に含められている原曲パラメータよる原曲ピッチを取得する（Ｓ２３０）。本実施例の「原曲ピッチ」は、標準ピッチに対する原曲ピッチの差を度数で示すものである。そして、続くステップＳ２４０では、この取得した原曲ピッチを現在の演奏ピッチ値としてセットする。
【００４４】
ステップＳ２２０又はＳ２４０の処理後はステップＳ２５０へ移行し、ＭＩＤＩ演奏を、Ｓ２２０又はＳ２４０にてセット（記憶）された現在の演奏ピッチ値に応じたものに変更する。ＭＩＤＩ音源１８ｆを用いたＭＩＤＩ演奏における演奏ピッチの変更は、ＭＩＤＩデータＤ２のパラメータの変更のみで簡単に対応できる。
【００４５】
次のステップＳ２６０では、現在の演奏ピッチ値に対応する波形データを選択し、その波形データを必要に応じてさらにピッチ変更する。具体的には、図７（ｂ）に示す対応関係がマップ等の形式でハードディスク１３に格納されており、その対応関係を参照してピッチ変更を行う。例えば現在の演奏ピッチ値が「−３」となっていれば、図７（ｂ）より、対応する選択波形データは「低」であり、ピッチ変更値は「１」であるため、低ピッチの波形データをデコーダ１８ａに送り、さらにクロスフェード式ピッチ変更器１８ｂによって１度分ピッチを上げる。これによって標準ピッチから−３度のピッチ変更が、低ピッチの波形データに対する１度のピッチ変更で実現できる。また、例えば現在の演奏ピッチ値が「６」となっていれば、図７（ｂ）より、対応する選択波形データは「高」であり、ピッチ変更値は「２」であるため、高ピッチの波形データをデコーダ１８ａに送り、さらにクロスフェード式ピッチ変更器１８ｂによって２度分ピッチを上げる。これによって標準ピッチから６度のピッチ変更が、高ピッチの波形データに対する２度のピッチ変更で実現できる。
【００４６】
以上、本実施例のカラオケ装置１によれば、次のような効果が得られる。
（イ）図７（ａ）に示すように、標準ピッチの波形データＤ４、標準ピッチより４度高い高ピッチの波形データＤ５、標準ピッチより４度低い低ピッチの波形データＤ６が準備されており、図７（ｂ）に示すように、現在の演奏ピッチに対応して最も近い波形データが選択され、その選択された波形データを用いて、必要ならばさらにクロスフェード式ピッチ変更器１８ｂによってピッチ変更する。したがって、標準ピッチから±６度の範囲内でのピッチ変更に対して、いずれの場合も最大２度分のピッチ変更で対応できる。そのため、従来のように常に標準ピッチの波形データを用いてピッチ変更処理を実行する場合には３度以上のピッチ変更が必要であったケースであっても、２度以内のピッチ変更で済む。そのため、クロスフェード方式のピッチ変更処理を実行した場合の音質劣化を抑制でき、カラオケ演奏時に音質劣化の少ないバックコーラスを実現できる。
【００４７】
なお、ピッチ変更に際してクロスフェード方式ではなくＦＦＴ等の周波数変換方式を用いれば相対的に音質劣化は少ない。しかし、その一方で計算量がクロスフェード方式と比べて多いため、リアルタイム処理のためには処理負荷が相当大きくなる。したがって、処理負荷低減の観点からクロスフェード方式が有効であるが、従来のような最大６度のピッチ変更では音質劣化が問題となる。しかし、上述のように本実施例の場合は最大でも２度のピッチ変更で対応できるため、音質劣化の問題が小さくなり、その分クロスフェード式のピッチ変更を用いる場合の処理負荷の低減というメリットが生かされるのである。
【００４８】
（ロ）本実施例では、上述した標準ピッチの波形データＤ４、高ピッチの波形データＤ５、低ピッチの波形データＤ６に加え、原曲ピッチの波形データＤ７も準備されている。そのため、原曲ピッチへの変更が指示された場合には、その原曲ピッチの波形データＤ７をそのまま（つまりそれ以上に何らピッチ変更せずに）用いることができるため、音質劣化が特に少なくなる。
【００４９】
（ハ）上述した高ピッチの波形データＤ５、低ピッチの波形データＤ６、原曲ピッチの波形データＤ７は、もともとホストコンピュータ２にて作成してカラオケ装置１に配信するようにしてもよいが、本実施例では図３（ｂ）に示すように、配信時の楽曲データ中には波形データとして標準ピッチの波形データＤ４のみを含めておき、それ以外の波形データＤ５，Ｄ６，Ｄ７についてはカラオケ装置１内で作成するようにした。そのため、配信時の１曲あたりのデータ量が相対的に少なくなるため、ホストコンピュータ２とカラオケ装置１との間での通信時間や通信コストの低減に寄与する。そして、本実施例では、この標準ピッチ以外の波形データＤ５，Ｄ６，Ｄ７の作成に際してＦＦＴ式ピッチ変更器１８ｅを用いているため、それらの波形データＤ５，Ｄ６，Ｄ７作成時には音質劣化を少なくできる。カラオケ曲の演奏時にはリアルタイムにピッチ変更処理を実行する必要があるため、処理負荷低減を重視したクロスフェード式ピッチ変更器１８ｂを用いることのメリットが発揮される。それに対してこのような波形データＤ５，Ｄ６，Ｄ７の作成は比較的時間に余裕がある状況で実行できるため、音質劣化低減を重視したＦＦＴ式ピッチ変更器１８ｅを用いることのメリットが発揮される。
【００５０】
なお、本実施例においては、ハードディスク１３が「波形データ記憶手段」及び「楽曲演奏情報記憶手段」に相当し、ＣＰＵ１４及び音源再生装置１８が「波形データ再生手段」、「ピッチ変更手段」、「第２のピッチ変更手段」、「符号化手段」及び「楽曲演奏手段」に相当する。また、操作パネル１０が「ピッチ変更入力受付手段」に相当し、通信装置１９が「通信手段」に相当する。
【００５１】
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３（ａ）に示すように、標準ピッチの波形データＤ４以外に、高ピッチの波形データＤ５、低ピッチの波形データＤ６及び原曲ピッチの波形データＤ７を持つようにした。標準ピッチの波形データＤ４以外の波形データは、多ければ多いほど、クロスフェード式ピッチ変更器１８ｂにおけるピッチ変更実行時のピッチ変更の度合いが少なくて済む。例えば３度分のピッチ間隔で変更した波形データを準備しておけば、どのようなピッチ変更が指定されても、ピッチの最も近いいずれかの波形データを用いれば最大１ピッチ分のピッチ変更で対応できる。さらに言えば、カラオケ装置１においてピッチ変更を認める全てのピッチに対して予め波形データを準備しておけば、実際のカラオケ演奏時にはピッチ変更なしで対応することもできる。
【００５２】
しかしながら、波形データが多ければ当然ながらハードディスク１３のデータ記憶量が多くなるため、例えば図３（ｄ）のように、標準ピッチの波形データＤ４と原曲ピッチの波形データＤ７のみを持つようにしてもよい。原曲ピッチでカラオケを歌いたいという要望はそれなりにあると考えられるため、利用頻度としても相対的に高いと思われる。したがって、この場合の波形データを準備しておけば原曲ピッチでの演奏時に音質劣化の少ないバックコーラスが実現される。なお、標準ピッチの波形データＤ４以外の波形データとして、高ピッチの波形データＤ５及び低ピッチの波形データＤ６のみを持つようにしたり、あるいは高ピッチの波形データＤ５又は低ピッチの波形データＤ６の何れか一方と原曲ピッチの波形データＤ７のみを持つようにしてもよい。その場合、原曲ピッチの波形データＤ７が標準ピッチよりも高ければ低ピッチの波形データＤ６を持ち、逆に原曲ピッチの波形データＤ７が標準ピッチよりも低ければ高ピッチの波形データＤ５を持つようにすることが考えられる。
【００５３】
また、例えばバックコーラスが存在する全ての曲について同じ数の波形データを準備するのではなく、必要に応じて波形データ数を調整してもよい。具体的には、ピッチ変更による音質劣化が聴者にとって気になる度合いによって変えることが考えられる。例えば楽曲の演奏速度が相対的に速い場合やＭＩＤＩの同時発音数が相対的に多い場合には、相対的に遅い演奏の場合やＭＩＤＩ同時発音数が少ない場合と比べ、聴者が音質劣化を感じる度合いが減少する。そのため、相対的に演奏速度が遅くなるほど、また同時発音数が少なくなるほど、準備する波形データを多くし、実際のピッチ変更の量が少なくなるようにして音質劣化を抑制するとよい。
【００５４】
（２）上記実施例では、高ピッチの波形データＤ５として標準ピッチより４度高いものを準備し、低ピッチの波形データＤ６として標準ピッチより４度低いものを準備した。しかし、標準ピッチとの差については４度に限らず他のピッチ差であってもよい。また、標準ピッチと高ピッチとの差及び標準ピッチと低ピッチとの差は必ずしも等しくなくてもよい。また、例えば高ピッチの波形データは１つだけ作成するが、低ピッチの波形データは２つ作成する、といったことも考えられる。
【００５５】
（３）上記実施例ではカラオケ装置１の本体に設けられた操作パネル１０の操作部によってピッチ変更操作（や選曲番号）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、その操作に基づくピッチ変更データ（や選曲データ）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。
【００５６】
（４）上記実施例では、カラオケ装置１として実現した場合について説明したが、ＣＰＵ１４及び音源再生装置１８にて実行する「波形データに対するクロスフェード方式によるピッチ変更」や「波形データの作成」等については、カラオケ装置以外であっても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施例のカラオケ装置の概略構成を示すブロック図、（ｂ）は操作パネルの外観図である。
【図２】実施例のカラオケ装置における音源再生装置等の詳細を示すブロック図である。
【図３】実施例の楽曲データの説明図である。
【図４】標準ピッチの波形データを用いて他の波形データを作成する処理を示すフローチャートである。
【図５】カラオケ演奏時の処理を示すフローチャートである。
【図６】図５の処理中で実行されるピッチ変更処理を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は標準ピッチ以外の高ピッチ及び低ピッチの例を示す説明図、（ｂ）は図６のピッチ変更処理にて用いられる対応関係を示すマップである。
【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、１０ａ…テンキーパネル、１０ｂ…ピッチパネル、１０ｃ…表示部、１３…ハードディスク、１４…ＣＰＵ、１５…ＲＡＭ、１８…音源再生装置、１８ａ…デコーダ、１８ｂ…クロスフェード式ピッチ変更器、１８ｃ…デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）、１８ｄ…エンコーダ、１８ｅ…ＦＦＴ式ピッチ変更器、１８ｆ…ＭＩＤＩ音源、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、１０１…フラットボタン、１０２…ナチュラルボタン、１０３…シャープボタン、１０４…原曲ボタン、１０５…ピッチ表示用ＬＥＤ。
【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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【図７】
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