JPH0438354B2

JPH0438354B2 -

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Publication number: JPH0438354B2
Application number: JP59157809A
Authority: JP
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1992-06-24
Also published as: JPS6135478A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は俗に言う「カラオケ装置」等の音声信
号記録再生装置と用いて、ユーザーの歌う音声信
号を、基準となる磁気テープ等の再生音声信号と
比較して自動的にユーザーの歌唱力を採点する採
点装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点音響機器の一分野として、磁気テープ等の記録
媒体に記録された楽器などの演奏音楽信号を再
生・拡大し、これに合せてユーザーが歌を唄うと
上記演奏音楽信号と混合して拡声する、俗に言う
「カラオケ装置」と呼ばれているものがあり、広
く一般家庭用あるいは業務用として普及してい
る。

上記「カラオケ装置」を用いて歌を唄うことに
より、ユーザーは喜びや満足感を得ることができ
るが、近年、自らの歌唱力を向上させたいと思う
人々が増加しており、歌唱力向上のために歌の先
生の指導を受ける人もいるが、誰もが可能なこと
ではなく、一人で歌の勉強ができる一つの手段と
して、「音声多重テープ」とよばれる磁気テープ
等の音声多重式の記録媒体なるものが急速に普及
してきている。この音声多重式の記録媒体とは一
例として、磁気テープの場合、第１図に示すよう
に、磁気テープ１における第１のトラツク１０１
に歌手などのボーカル信号が、第２のトラツク１
０２に楽器等の演奏音楽信号がそれぞれ記録され
たものである。この磁気テープを用いる場合、第
２図に示すような構成の音声多重式の「カラオケ
装置」が用いられ、磁気テープ１に記録されたボ
ーカル信号および演奏音楽信号を、磁気ヘツド２
０１と増幅器２０２よりなる第１の磁気テープ再
生手段２と、磁気ヘツド３０１と増幅器３０２よ
りなる第２のテープ再生手段３とにより再生し、
この２つの出力をマイク４０１と増幅器４０２よ
りなるマイク入力手段の出力とともに混合増幅器
５により混合・電力増幅してスピーカ６より音響
信号として出力する。

上記の装置を用いて、記録媒体に記録されてい
るボーカル信号を聴き、自分で実際にボーカル信
号に合せて唄う練習をすれば歌唱力の上達が図れ
るとされているが、どんなに練習を重ねても、自
分の唄が手本となつているボーカル信号の唄い方
にどれだけ近づいているのか、すなわち自分の歌
唱力がどの程度向上しているのかがユーザー自身
には分らないという欠点があり、又、間違つた唄
い方をしていてもユーザー自身はそれに気づかな
いままであつたりして、個人での練習をする際に
は自ずと限界が生じ、興味がなくなつて練習意欲
もなくしてしまうことも多いという欠点を有して
いた。

発明の目的本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
音声多重式の記録媒体等に記録されているボーカ
ル信号とユーザーの唄う音声信号とを比較し、そ
の合致度を得点として算出・表示して、ユーザー
の歌唱力に対する一つの客観的評価手段となし、
特に、より正確に合致度を得点として算出する採
点機を提供することを目的とする。

発明の構成本発明の採点装置は、入力される第１の音声信
号の音階の高低の変化を検出する第１の音階変化
検出手段と、入力される第２の音声信号の音階の
高低の変化を検出する第２の音階変化検出手段
と、第１の音声信号の音階の高低の変化の回数を
計数記憶する第１の計数記憶手段と、第２の音声
信号の音階の高低の変化の回数を計数記憶する第
２の計数記憶手段と、第１の音声信号の無信号部
を検出する第１の休止検出手段と、第２の音声信
号の無信号部を検出する第２の休止検出手段と、
第２の休止検出手段により休止が検出された回数
を計数記憶する第３の計数記憶手段と、第２の休
止検出手段により第２の音声信号の休止解除が検
知された時に、第１の休止検出手段の出力情報を
みることによつて第１の音声信号の休止もほぼ同
時に解除されたかどうかを検出する休止同時解除
検出手段と、第１の音声信号の休止解除が第２の
音声信号の休止解除とほぼ同時であつたと休止同
時解除検出手段が検出した回数を計数記憶する第
４の計数記憶手段と、第１の計数記憶手段に記憶
されている情報と第２の計数記憶手段に記憶され
ている情報とを比較演算し、さらに第３の計数記
憶手段に記憶されている情報と第４の計数記憶手
段に記憶されている情報との割合の応じて第１の
音声信号が第２の音声信号とどの程度、合致して
いるかを得点として算出する得点計算手段と、第
１の音声信号を整流する第１の整流手段と該第１
の整流手段の整流電圧を積分する第１の積分手段
と、該第１の積分手段の時定数とは異なる時定数
で該第１の整流手段の整流電圧を積分する第２の
積分手段と、該第１の積分手段の出力電圧と第２
の積分手段の出力電圧とを比較する第１のコンパ
レータと、該第１のコンパレータにより第１の音
声信号の発生があるごとに、ほぼ該発生に対応し
た第１のパルスをとりだすとともに、第２の音声
信号を整流する第２の整流手段と該第２の整流手
段の整流電圧を積分する第３の積分手段と、該第
３の積分手段の時定数とは異なる時定数で該第２
の整流手段の整流電圧を積分する第４の積分手段
と、該第３の積分手段の出力電圧と第４の積分手
段の出力電圧とを比較する第２のコンパレータ
と、第２の音声信号の発生があるごとに、ほぼ該
発生に対応した第２のパルスをとりだし、前記第
１のパルスおよび第２のパルスを入力する非一致
検出手段とから構成されており、この構成によつ
て、第１の音声信号としてユーザーの唄う音声信
号、第２の音声信号として歌の手本となる記録媒
体に記録されているボーカル信号の再生音声信号
とどの程度合致しているかが得点として算出され
るため、ユーザーは自分の歌唱力が記録媒体のボ
ーカル信号と比較してどの程度のレベルであるか
が認識できるものである。

実施例の説明第３図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。４はユーザーの唄う音声を電気信号に変換
し増幅を行なうマイク入力手段で、４０１はマイ
ク、４０２は増幅器である。２は音声多重式の記
録媒体に記録されているボーカル信号の再生を行
なう第１の磁気テープ再生手段で、２０１は磁気
ヘツド、２０２は増幅器である。７は第１の波形
変換手段で、ユーザーが唄う音声のパルス信号へ
の変換を行なうものである。８は第２の波形変換
手段で、記録媒体のボーカル信号のパルス信号へ
の変換を行なうものである。９は第１の音階変化
検出手段で、ユーザーが唄う音声の音階の変化を
検出するものである。１０は第２の音階変化検出
手段で、ボーカル信号の音階の変化を検出するも
のである。１１は第１の計数記憶手段で、ユーザ
ーが唄う音声の音階の高低の変化別にその回数の
計数記憶を行なうものである。１２は第２の計数
記憶手段で、ボーカル信号の音階の高低の変化別
にその回数の計数記憶を行なうものである。

１３は第１の休止検出手段で、ユーザーの唄う
音声の息つぎ等による休止の検出を行なうもので
ある。１４は第２の休止検出手段で、磁気テープ
のボーカル信号の息つぎ等による休止の検出を行
なうものである。４１は第３の計数記憶手段であ
り、第２の休止検出手段の出力による磁気テープ
のボーカル信号の休止の回数を計数記憶を行なう
ものである。１５は休止同時解除検出手段で、ボ
ーカル信号の休止が解除された時点、すなわちボ
ーカル信号が無信号状態から有信号状態へと変化
した時点でユーザーが唄う音声信号も同様にほぼ
同時点で休止解除となるか否かの検出を行なうも
のである。１６は第４の計数記憶手段で、休止同
時解除検出手段により休止同時解除が検出された
回数を計数記憶するものである。

１７は得点計算手段で、ユーザーが唄う音声の
音階の高低の変化の回数とボーカル信号の音階の
高低の変化の回数とを比較演算し、さらにボーカ
ル信号の休止の検出された回数とボーカル信号の
休止解除とほぼ同時にユーザーが唄う音声信号の
休止解除が検出された回数との割合に応じてユー
ザーが唄う音声信号が磁気テープのボーカル信号
とどの程度合致しているかを得点として算出する
ものであり、４２は第１の整流手段で、第１の音
声信号を整流するものである。

４３は第１の積分手段で、４４は第２の積分手
段であり、第１の整流手段４２の整流電圧を積分
するものであり、それぞれ時定数を異にする。４
５は第１のコンパレータで、前記第１の積分手段
および第２の積分手段の出力電圧を比較するもの
であり、第１の音声信号の発生があるごとに、ほ
ぼ該発声に対応した第１のパルスをとりだすもの
である。４６は第２の整流手段で、第２の音声信
号を整流するものである。４７は第３の積分手段
で、４８は第４の積分手段であり、第２の整流手
段４６の整流電圧を積分するものであり、それぞ
れ時定数を異にする。第１の積分手段と第３の積
分手段、および第２の積分手段と第４の積分手段
の時定数はほぼ同じ値に設定する。

４９は第２のコンパレータで、前記第３の積分
手段および第４の積分手段の出力電圧を比較する
ものであり、第２の音声信号の発生があるごと
に、ほぼ該発声に対応した第２のパルスをとりだ
すものである。

５０は非一致検出手段であり、前記第１のパル
スと第２のパルスを入力することにより、第１の
パルスと第２のパルスが異なつている期間、出力
をとり出し前記第１の波形変換手段の出力を消去
するようになしたものである。従つて、第１の音
声信号と第２の音声信号の発声タイミングのズレ
があれば非一致検出手段５０から一定期間出力が
発生し、第１の音声信号を消去してしまうため、
第１の音声信号系は無信号状態と同じになる。こ
のことにより、ユーザーが唄う音声信号が磁気テ
ープのボーカル信号と、どの程度合致しているか
をより正確に得点として算出するものである。

第４図は本実施例の具体的な構成を示すブロツ
ク図および回路図で、上記ユーザーの唄う音声の
音階変化検出と変化回数の計数記憶、ボーカル信
号の音階変化検出と変化回数の計数記憶、ボーカ
ル信号の休止検出とその検出回数の計数記憶、ユ
ーザーの唄う信号の休止検出、ボーカル信号の休
止解除とほぼ同時のユーザーの唄う信号の休止解
除の検出とその検出回数の計数記憶、得点の計算
の機能をマイクロコンピユータ１８で実現したも
のである。

また第４図は第１の整流手段４２、第１の積分
手段４３、第２の積分手段４４、第１のコンパレ
ータ４５、非一致検出手段５０の実際の回路例を
示したものでもあり、通常第１の整流手段４２と
第２の整流回路４６、第１の積分手段４３と第３
の積分手段４７、第２の積分手段４４と第４の積
分手段４８とは同一回路が使われる場合が多いた
め、第１の整流手段４２、第１の積分回路手段４
３、第２の積分手段４４、第１のコンパレータ４
５、非一致検出手段５０の回路を代表的に第５図
の動作説明図とともに説明する。

５１は演算増幅器、５２はコンパレータ、５４
〜６０は抵抗器、６１〜６４はコンデンサ、６５
はNPNトランジスタ、６６は排他的論理和ゲー
ト回路を表わす。ここでτ₁＝C₆₄、R₅₈＞τ₂＝C₆₃、
R₅₉に設定する。６７はマイク入力手段４から出
力されるマイク音声信号レベルを表わす。６８は
第１の整流手段４２の出力波形、６９は第２の積
分手段４４を通つた出力波形、７０は第１の積分
手段４３を通つた波形でτ₁＞τ₂のため出力波形７
０の方の時間遅れが大きい。７１はコンパレータ
５２の出力波形で出力波形６９と出力波形７０の
間の斜線部分でＨの出力を得る。７２は第１の磁
気テープ再生手段２から出力されるボーカル信号
レベルを表わす。７３は第４の積分手段４８を通
つた出力波形、７４は第３の積分手段４７を通つ
た出力波形、７５はコンパレータ４９の出力波形
で出力波形６９と出力波形７０の間の斜線部分で
Ｈの出力を得る。７６は排他的論理和ゲート回路
の出力波形を示す。

マイク入力手段４から音声信号６７が入ると、
整流手段４２により平滑され、出力波形６８にな
る。該出力を自定数の異なる積分回路４３，４４
に入力すると、出力波形６９、出力波形７０にな
る。該出力波形６９、出力波形７０をコンパレー
タ５２にそれぞれ入力すると斜線部分においては
コンパレータ５２の非反転入力端子が電圧が高く
なりコンパレータ出力にＨの出力が表われ、斜線
以外の部分においてはＬの出力が表われ、コンパ
レータ出力は波形７１となる。第１の磁気テープ
再生手段２からの信号も、前記と同様に処理さ
れ、コンパレータ４９の出力波形として波形７５
を得る。出力波形７１、出力波形７５を、排他的
論理和ゲートに入力すると波形７１と波形７５に
おいて出力波形７１と出力波形７５の非一致時は
Ｈの信号が出力され、一致時はＬの信号が出力さ
れ、排他的論理和ゲート６６の出力に波形７６を
得る。波形７６を抵抗６６を介してトランジスタ
６５に入力すると、波形７６のＨの期間、マイク
入力手段４から第１の波形変換手段７を通つた信
号が消去される。つまりマイク入力手段４から出
力される音声信号レベル６７と、第１の磁気テー
プ再生手段２から出力されるボーカル信号レベル
７２との間にレベル変化の相異があれば、マイク
入力手段からの波形変換手段７を通つた信号が消
去される。第５図の場合、マイク音声信号レベル
６７の斜線部分に相当する波形変換されたマイク
入力信号が消去される。もつと具体的にいえば、
ユーザーの唄う音声信号と磁気テープ等に記録さ
れたボーカル信号との間にレベル変化の相異があ
るということは、唄の強弱、リズム感、テンポに
ズレがあるということであり、そうしたズレが生
じたときに、強制的にマイク入力信号を消去しよ
うとしたものである。

第６図は前記第１の波形変換手段７の実際の回
路例を示したもので、通常、第１の波形変換手段
７と第２の波形変換手段は同一回路が使われる場
合が多いため、第１の波形変換手段７の回路を代
表的に第７図の動作説明図とともに説明する。７
０１は入力端子、７０２，７０４，７０５，７０
８，７１０，７１１は抵抗器、７０３，７０６，
７０９はコンデンサ、７０７は演算増幅器（以下
OPアンプと略称する）、７１２はトランジスタ、
７１３は出力端子である。

OPアンプ７０７と抵抗器７０２，７０４，７
０５とコンデンサ７０３，７０６とは低域通過形
のアクテイブフイルタを構成しており、入力端子
７０１に入力される第７図ａに示されるような音
声電気信号の高域成分を取り去り、同時にOPア
ンプ７０７の増幅作用により必要な信号増幅を行
なうものであり、さらに抵抗器７０８とコンデン
サ７０９とで構成された時定数回路により前記ア
クテイブフイルタで除去不十分である高域成分を
補助的に除去する。こうして必要な量だけ高域成
分を除去された第７図ｂに示されるような音声電
気信号は抵抗器７１０，７１１とトランジスタ７
１２とで第７図ｃに示されるようなパルス波形に
変換されることとなる。このようにして第１の波
形変換手段７によりマイク入力手段４の出力であ
るユーザーの唄う音声信号はパルス波形へと変換
され、同様に第２の波形変換手段８により第１の
磁気テープ再生手段の出力であるボーカル信号も
パルス波形に変換されることとなる。

以下、第８図のマイクロコンピユータの処理動
作の要部を示すフローチヤートにもとづいて本実
施例の動作を説明する。

まず、装置の電源は投入されており、マイクロ
コンピユータ１８内部にある記憶素子等も初期化
されているものとする。ユーザーの唄う音声信号
はマイク入力手段４により電気音声信号となり、
増幅され、第１の波形変換手段７によりパルス信
号に変換され、マイクロコンピユータ１８に入力
され、ステツプ２０で入力パルスの時間幅をデイ
ジタル量に変換する。すなわち第７図ｃに示され
るパルス信号の“Ｈ”である期間をマイクロコン
ピユータ自身のもつているクロツク信号により計
数すれば入力パルスの時間幅のデイジタル量への
変換が達成できる。このようにして第７図ｃにお
けるt₁からt₂の時間幅、t₃からt₄の時間幅、t₅から
t₆の時間幅…という順で変換が行なわれる。尚、
この時間幅は、増加すれば音階が低くなつたこと
を示し、減少すれば音階が高くなつたことを示し
ている。

次にステツプ21でパルス信号の時間幅が直前の
時間幅と比較して増加したか否かを判定する。

すなわち、第７図ｃのパルス信号波形で、現在
t₃からt₄の時間幅を検出した時点だとすれば、そ
の一つ前の時間幅のデータであるt₁からt₂の時間
幅と比べてt₃からt₄の時間幅は増加したか否かを
判定し、時間幅が増加していればステツプ23によ
りユーザーの音声信号の音階が低くなつた回数を
示すN₁₁を１だけ増加させ、時間幅が増加してい
なければステツプ22へと進む。ステツプ22ではパ
ルス信号の時間幅が直前の時間幅と比較した減少
したか否かを判定し、時間幅が減少していればス
テツプ25によりユーザーの音声信号の音階が高く
なつた回数を示すN₁₃を１だけ増加させ、時間幅
が減少していなければステツプ24へと進み、ユー
ザーの音声信号の音階が変らない回数を示すN₁₂
を１だけ増加させる。

上記のようにステツプ20、21、22は第１の音階
変化検出手段９の機能を実現し、ステツプ23、
24、25は第１の計数記憶手段１１の機能を実現し
ている。

一方、音声多重式の記録媒体である磁気テープ
１に記録されているボーカル信号は第１の磁気テ
ープ再生手段２により再生され、第２の波形変換
手段８でパルス信号に変換されてマイクロコンピ
ユータ１８に入力され、ステツプ26により、まず
ボーカル信号より得られたパルス信号をみること
によりボーカル信号が休止状態か否かを判定す
る。

ボーカル信号が休止状態ならばステツプ27に進
んでボーカル信号が休止開始、すなわち直前まで
ボーカル信号が有り、そして今初めてボーカル信
号が無信号となつたか否かを判定し、ボーカル信
号が休止開始の場合にはステツプ28に進んでボー
カル信号の休止の回数を示すN₃を１だけ増加さ
せる。すなわち、ステツプ26、27は第２の休止検
出手段１４の機能を、ステツプ28は第３の計数記
憶手段４１の機能を実現している。

逆に、ステツプ26においてボーカル信号は休止
の状態ではないと判定されればステツプ29により
ボーカル信号が休止の解除、すなわち直前までボ
ーカル信号は直前まで無信号状態であつて、今初
めて有信号状態となつたか否かを判定する。

ボーカル信号が休止の解除であればステツプ30
により、マイクから入力されるユーザーの唄う音
声信号がその時点とほぼ同時に休止の解除となつ
た場合にのみステツプ31へと進ませる。ステツプ
31では、ボーカル信号が休止の解除とほぼ同時に
ユーザーの唄う音声信号が休止の解除となつた回
数を示すN₄を１だけ増加させる。すなわちステ
ツプ30は第１の休止検出手段１３の機能を、ステ
ツプ26、29、30は休止同時解除検出手段１５の機
能を、ステツプ31は第４の計数記憶手段１６の機
能を実現している。

次に、ステツプ32により入力パルスの時間幅を
デイジタル量に変換後、ステツプ33により時間幅
が直前の時間幅と比較して増加したか否かを判定
し、時間幅が増加していればステツプ35によりボ
ーカル信号の音階が低くなつた回数を示すN₂₁を
１だけ増加させ、時間幅が増加していなければス
テツプ34へと進む。ステツプ34ではパルス信号の
時間幅が直前の時間幅と比較して減少したか否か
を判定し、時間幅が減少していればステツプ37に
よりボーカル信号の音階が高くなつた回数を示す
N₂₃を１だけ増加させ、時間幅が減少していなけ
ればステツプ36へと進み、ボーカル信号の音階が
変らない回数を示すN₂₂を１だけ増加させる。

上記のようにステツプ32、33、34は第２の音階
変化検出手段１０の機能を実現し、ステツプ35、
36、37は第２の計数記憶手段１２の機能を実現し
ている。

次にステツプ38により採点を開始する時点であ
るか否かを判定する。採点を開始する判断のもと
となるものとしては、採点開始の指定をする押し
ボタンスイツチ情報を用いてもよいし、磁気テー
プ１に記録されている演奏音楽信号の有無を検出
して、演奏音楽信号がなくなつた時点で採点開始
としてもよい。またその曲の終了を示す終了信号
をあらかじめ記録しておき、その終了信号を検出
した時点や、磁気テープの終端検出の時点を利用
することも可能である。

採点開始の時点になつていなければステツプ38
より、ステツプ20へ、又はステツプ26へと進み、
パルス信号の時間幅の変化データであるN₁₁、
N₁₂、N₁₃、N₂₁、N₂₂、N₂₃およびボーカル信号
の休止の回数N₃、ボーカル信号の休止解除時点
とほぼ同時にユーザーの唄う音声信号も休止解除
となつた回数N₄のデータ収集が行なわれる。

そして、採点開始の時点になればステツプ38か
らステツプ39へと進み、得点の計算が行なわれ
る。ステツプ39は得点計算手段１７の機能を持
ち、その得点の算出は、ユーザーの音声信号およ
び磁気テープ１のボーカル信号より作られたパル
ス信号の時間幅の変化データN₁₁、N₁₂、N₁₃、
N₂₁、N₂₂、N₂₃、およびボーカル信号の休止の回
数N₃、ボーカル信号の休止解除時点とほぼ同時
にユーザーの唄う音声信号も休止解除となつた回
数N₄をもとに行なわれ、最大100点満点となるよ
うに計算する。その得点の計算式の１例としてま
ず基本式を説明する。α、β、γを定数として、
得点Ｐを、Ｐ＝100×｛（N21＋N₂₂＋N₂₃）−（α｜N₁₁ −N₂₁｜＋β｜N₁₂−N₂₂｜＋γ｜N₁₃−N₂₃
｜）｝／（N₂₁＋N₂₂＋N₂₃） ……式というように定義する。

上記の計算式式による得点は、N₁₁＝N₂₁、
N₁₂＝N₂₂、N₁₃＝N₂₃となつた時に満点である
100点となり、これはユーザーの唄う音声信号の
音階の変化の回数と磁気テープのボーカル信号の
音階の変化の回数とが高い方への変化、低い方へ
の変化、不変の３つの項目についてすべて同じ回
数となつた場合であり、すなわちユーザーの唄う
音声信号の音階の変化が磁気テープ１のボーカル
信号の音階の変化と同一であつた場合に満点とな
るということである。

一方、上記式の計算式で、N₁₁＝０、N₁₂＝
０、N₁₃＝０の場合に得点が０点となるように定
数α、β、γは決定しておく。これはユーザーが
全く唄わなかつた時に得点が０点となるようにす
るためである。

次に本実施例における得点の計算式の一例につ
いて説明を行なう。前記の計算式式と同様に
α、β、γを定数とし、K₁、K₂も定数として、
得点Ｐを、Ｐ＝K₁×｛（N₂₁＋N₂₂＋N₂₃）−（α｜N₁₁−N₂₁｜＋β｜N₁₂−N₂₂｜＋γ｜N₁₃−N₂₃｜）｝／（N₂₁＋N₂₂＋N₂₃）＋K₂×N₄／N₃ ……式というように定義する。

上記式の第１項は前記式の100という数字
がK₁という定数に置き代つたものであるので、
説明は省略する。式の第２項であるK₂×N₄／
N₃の意味を説明れば、N₃はボーカル信号が休止
となつた回数であり、N₄はボーカル信号が休止
の解除となつた時にユーザーの唄つた音声信号が
ほぼ同じ時点で休止解除となつた回数を示してい
る。

もつと具体的にいえば、N₃は採点の手本とな
るボーカル信号の歌手が息つぎをしたりして唄つ
ていない個所の回数であり、N₄はボーカル信号
の歌手が息つぎなどで唄つていない状態から、唄
い始めた時にユーザーもほぼ同時に唄つていない
状態から唄い始めた回数を示しており、又、N₄
≦N₃の関係があるのでN₄／N₃は１以下の正の数
であり、N₄／N₃は歌の唄い出しがボーカル信号
とユーザーの歌つた音声信号とでほぼ同時となつ
た割合を示すもので、歌唱力のうちのリズム感や
テンポの合い方を示す要素と考えてよい。この
N₄／N₃に定数K₂をかけて上記式の第１項と加
えた状態で100点が満点となるように定数α、β、
γ、K₁、K₂を設定すれば、前記式の計算式と
比べ、リズム感、テンポの合い方を考慮に入れて
あるのでより正確な得点の算出が行なえることと
なる。

ここで第５図に示したようにユーザーの唄う音
声信号レベル６７と磁気テープ等に記録されたボ
ーカル信号レベル７２との間にレベル変化の相異
がある場合を考えてみよう。ユーザーの唄う音声
信号レベル６７は斜線部分に相当する波形変換さ
れたマイク入力信号が消去されるためN₄が減じ
られるとともに、N₁₁、N₁₂、N₁₃が減じられる。
従つて式において、N₄／N₃が小さくなるとと
もに、（α｜N₁₁−N₁₂｜＋β｜N₁₂−N₂₂｜＋γ
｜N₁₃−N₂₃｜）が大きくなる。

従つて、式の得点Ｐは減じられることにな
る。このことは、ユーザーの唄が磁気テープ等に
記録されたボーカル信号と強弱、テンポ、リズム
感が合つてなければより多く減点されることを示
しており、更により正確な得点の算出が行なえる
ことになる。

このようにステツプ39ではユーザーの音声信号
の音階の変化の情報と磁気テープ１のボーカル信
号の音階の変化の情報と、ユーザーの音声信号の
リズム感、テンポの合い方を示す情報とにより、
ユーザーの音声信号と磁気テープ１のボーカル信
号とがどの程度合致するか得点として算出するこ
とが分る。得点の計算の後にステツプ40により、
得点を得点表示手段１４に表示する。

以上のように本実施例によれば、ユーザーの唄
う音声信号の音階の変化と磁気テープ等のボーカ
ル信号の音階の変化を比較し、又、ボーカル信号
を基準としてリズム感、テンポの合い方を調べそ
の合致度を得点として算出し、表示することがで
きるので、ユーザーの歌唱力に対する一つの客観
的評価手段を提供することができる。

なお、本実施例では採点の対象としてユーザー
の唄う音声信号を、採点の基準となるものとして
音声多重式の記録媒体である磁気テープのボーカ
ル信号を取り上げたが、これらは楽器演奏信号や
単なる正弦波信号や人の話し声などのような音声
信号を用いてもよい。

又、本実施例では音声信号をパルス信号に変換
するために低域通過形アクティブフイルタとトラ
ンジスタを用いた波形変換手段を取り上げたが、
これは音声信号波形をアナログ−デイジタル変換
器で直接デイジタル値のパルス信号に変換する回
路を用いてもよい。

又、本実施例では音階変化検出手段、計数記憶
手段等をマイクロコンピユータにより実現したが
これらを従来の汎用ロジツク回路等で実現して用
いてもよいのはもちろんのことである。

又、本実施例ではユーザーの音声信号の処理
と、ボーカル信号の処理とでそれぞれ個別に波形
変換手段、音階変化検出手段を設けたが、これら
を１系統のみとし、時分割でユーザーの音声信号
の処理と、ボーカル信号の処理を行なわせてもよ
い。

又、本実施例では、波形変換手段の出力である
パルス信号の“Ｈ”の場合の時間幅を第７図ｃに
おいて、t₁からt₂の時間幅の次はt₃からt₄の時間
幅というようにすべて検知して音声信号の音階の
高い方向への変化、低い方向への変化、不変の３
種の変化を検出するようにしているが、例えば、
第７図ｃにおいてt₁からt₂の時間幅の次はt₅から
t₆の時間幅というように１つずつ、とびとびに時
間幅の変化を検出してもよいし、波形変換手段の
出力であるパルス信号の“Ｈ”となる１つの時間
幅に比べて十分長い一定期間の間の波形変換手段
の出力であるパルス信号の“Ｈ”となる時間幅を
全パルスについて、又は一部分のパルスについて
調べ、１つのパルス当りの平均時間幅や最大時間
幅等を求めて、この平均時間幅等の変化により音
声信号の音階の変化を検出するようにしてもよい
し、又、高い方向への変化、低い方向への変化、
不変の３種の変化のうち、１種のみあるいは２種
のみの変化検出を行なわせてもよい。

発明の効果以上のように本発明は、２つの音声信号をパル
ス信号に変換する２つの波形変換手段と、その出
力をもとに２つの音声信号の音階がどのように変
化したかを検出する２つの音階変化検出手段と、
その出力を計数記憶する２つの計数記憶手段と、
２つの計数記憶手段により記憶されている。高い
音階に移行したと検出した回数、低い音階に移行
したと検出した回数、不変と検出した回数の３種
の２系統の情報を比較演算し、さらにリズム感、
テンポの合い方を調べて、より正確に２つの音声
信号の合致度を得点として得ることができる。

このことは音声多重式の記録媒体を用いて歌の
練習をする人々に、音声多重式の記録媒体に記録
されているボーカル信号を歌の先生として、その
歌の先生の歌唱力に対し、自分は何点の歌唱力が
あるかという客観的判断手段を提供できることと
なる。すなわち歌の練習をする人々にとつて練習
の目標というものが明確となり、例えば、「この
曲を唄つて80点以上出るまで練習するんだ」とい
うように練習意欲も向上し、唄つてみて良い点が
出なければ、なぜ良い点が出ないのかを考え、自
分の唄い方の悪い点を探すことにより、さらに実
力を伸ばしてゆくことができ、その効果は大なる
ものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は音声多重式記録媒体の１つである磁気
テープ上の音声多重トラツクの説明図、第２図は
音声多重式記録媒体の１つである磁気テープを用
いた俗にいう音声多重式の「カラオケ装置」のブ
ロツク図、第３図は本発明の一実施例の要部ブロ
ツク図、第４図は本実施例の具体的構成を示すブ
ロツク図、第５図は第４図の動作を説明するため
の動作説明図、第６図は本実施例の第１の波形変
換手段の具体的構成を示す回路図、第７図は第１
の波形変換手段の動作を説明するための動作説明
図、第８図は本実施例のマイクロコンピユータの
処理動作の要部を示すフローチヤートである。７……第１の波形変換手段、８……第２の波形
変換手段、９……第１の音階変化検出手段、１０
……第２の音階変化検出手段、１１……第１の計
数記憶手段、１２……第２の計数記憶手段、１３
……第１の休止検出手段、１４……第２の休止検
出手段、１５……休止同時解除検出手段、４１…
…第３の計数記憶手段、１６……第４の計数記憶
手段、１７……得点計算手段、４２……第１の整
流手段、４３……第１の積分手段、４４……第２
の積分手段、４５……第１のコンパレータ、４６
……第２の整流手段、４７……第３の積分手段、
４８……第４の積分手段、４９……第２のコンパ
レータ、５０……非一致検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力される第１の音声信号をパルス信号に変
換する第１の波形変換手段と、前記第１の波形変
換手段の出力パルス信号をもとに、前記第１の音
声信号の音階が、高い音階に移行したか、低い音
階に移行したか、あるいは変わらないかを検出す
る第１の音階変化検出手段と、入力される第２の
音声信号をパルス信号に変換する第２の波形変換
手段と、前記第２の波形変換手段の出力パルス信
号をもとに、前記第２の音声信号の音階が、高い
音階に移行したか、低い音階に移行したか、ある
いは変わらないかを検出する第２の音階変化検出
手段と、前記第１の音階変化検出手段の出力をも
とにして高い音階に移行したことを検出した回
数、低い音階に移行したことを検出した回数、変
わらないと検出した回数をそれぞれ計数記憶して
おく第１の計数記憶手段と、前記第２の音階変化
検出手段の出力をもとにして高い音階に移行した
ことを検出した回数、低い音階に移行したことを
検出した回数、変わらないと検出した回数をそれ
ぞれ計数記憶しておく第２の計数記憶手段と、前
記第１の音声信号の無信号部を検出する第１の休
止検出手段と、前記第２の音声信号の無信号部を
検出する第２の休止検出手段と、前記第２の休止
検出手段により休止が検出された回数を計数記憶
する第３の計数記憶手段と、前記第２の休止検出
手段の出力をもとにして前記第２の音声信号の休
止が解除されたかどうかを検出する休止同時解除
検出手段と、前記休止同時解除検出手段の出力に
より前記第１の音声信号の休止解除が前記第２の
音声信号の休止解除とほぼ同時であつた回数を計
数記憶する第４の計数記憶手段と、前記第１の計
数記憶手段により記憶されている、高い音階に移
行したことを検出した回数、低い音階に移行した
ことを検出した回数、変わらないと検出した回数
の３情報と前記第２の計数手段により記憶されて
いる、高い音階に移行したことを検出した回数、
低い音階に移行したことを検出した回数、変わら
ないと検出した回数の３情報とを比較演算し、さ
らに前記第３の計数記憶手段により記憶されてい
る前記第２の休止検出手段により休止が検出され
た回数と前記第４の計数記憶手段により記憶され
ている前記第１の音声信号の休止解除が前記第２
の音声信号の休止解除とほぼ同時であつた回数と
の割合に応じて前記第１の音声信号が前記第２の
音声信号とどの程度合致しているかを得点として
算出する得点計算手段とを備え、第１の音声信号
を整流する第１の整流手段と該第１の整流手段の
整流電圧を積分する第１の積分手段と、該第１の
積分手段の時定数とは異なる時定数で該第１の整
流手段の整流電圧を積分する第２の積分手段と、
該第１の積分手段の出力電圧と第２の積分手段の
出力電圧とを比較する第１のコンパレータとによ
り、第１の音声信号の発生があるごとに、ほぼ該
発生に対応した第１のパルスをとりだすととも
に、第２の音声信号を整流する第２の整流手段と
該第２の整流手段の整流電圧を積分する第３の積
分手段と、該第３の積分手段の時定数とは異なる
時定数で該第２の整流手段の整流電圧を積分する
第４の積分手段と、該第３の積分手段の出力電圧
と第４の積分手段の出力電圧とを比較する第２の
コンパレータとにより、第２の音声信号の発生が
あるごとに、ほぼ該発生に対応した第２のパルス
をとりだし、前記第１のパルス及び第２のパルス
を非一致検出手段に入力し、第１のパルスと第２
のパルスが異なつている期間、該非一致検出手段
より出力をとりだし、該出力により、前記第１の
波形変換手段の出力パルス信号を消去するように
なしたことを特徴とする採点装置。