JPH0640272B2

JPH0640272B2 - 歌唱力の判定装置

Info

Publication number: JPH0640272B2
Application number: JP57213715A
Authority: JP
Inventors: 卓夫中島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-06
Filing date: 1982-12-06
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS59102298A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は伴奏音楽に合わせて歌唱する場合に歌唱の旋律
が伴奏音楽の旋律と一致する程度を数値表示する判定装
置の改良に関するものである。

従来この種判定装置として、磁気テープのトラック中に
伴奏音楽の外に、標準となる旋律を記録したトラックを
設け、マイクを通じて入力される比較歌唱信号と、磁気
ヘッドから入力される標準旋律信号との一致を判定し、
比較歌唱信号レベルが標準旋律信号レベルから外れる程
度及び回数を記憶し、記憶した数値を、完全一致した場
合を「１００」として２桁数値に換算しディスプレイ表
示している。

しかしこの判定装置は、磁気テープ中に、伴奏音楽の外
に基準となる標準音楽信号専用のトラックを設けて記録
しておく必要があり、この特殊テープの作製に手間が掛
かった。

そのため選曲範囲も制約された。

本発明は伴奏音楽を記憶した通常の磁気テープには、打
楽器によるリズムやテクニックを尽した伴奏が含まれて
いるが、音声周波数の所定範囲例えば２００〜８００ヘ
ルツの音域に限定し、それよりも低音域及び高音域の周
波数をカットオフすると、単純な旋律が現われてくるこ
とに着目した。

プロ歌手であれば、自分自身が旋律を身につけているか
ら、伴奏用の磁気テープは、上記の如き周波数範囲に限
定しても旋律は現われてこない。しかし殆んどのカラオ
ケ用の磁気テープの場合、素人の歌手でも伴奏に乗って
唱い易くするために、伴奏の中に旋律が含まれている本発明は、この旋律を標準音楽と見做し、伴奏音楽中の
旋律を利用することによって、特殊録音を態々行なうこ
となく、市販されている通常の伴奏音楽テープを用いて
歌唱力の判定が行なえる装置を提供することを目的とす
る。

本発明に於ては、伴奏音楽の記録媒体は磁気テープに限
らず、レコード、フイルム、記録ディスク等、任意なも
のが利用出来る。

伴奏音楽信号はヘッド部(1)から、歌唱音声信号はマイ
クロホン(2)から夫々電気信号に変換して入力される。

両信号Ａ、Ａｏは第１図に示される様に可聴周波数範囲
及びその前後に亘って各種周波数及びその高調波の信号
が含まれていることはよく知られている。

本発明に於ては、上記信号Ａ、Ａｏは波部(4)(4)に送
られて、可聴周波数範囲で特定の周波数帯域例えば２０
０乃至８００ヘルツの帯域中の信号のみを取り出し、そ
の帯域を外れる低周波或は高調波は可及的に排除され
る。この波操作は波回路を複数段組み合せて製られ
た特別な波部(4)(4)によって行なわれ、第１図に示さ
れる入力音信号Ａは、高調波が除かれて第２図の如く単
純波形Ｂとなる。

波部(4)の特性は第４図の如く設定帯域内の信号のみ
を取り出し、帯域外の信号は厳密に遮断出来る様に、帯
域両端での２００ヘルツ及び８００ヘルツで急峻に立ち
上っている。従って波部(4)を通過した信号は次段の
増幅部(5)で増幅されても帯域を外れた周波数の信号は
現われない。この波部のＱ値は１００位が望ましい。

通常の波回路であれば波帯域を２００乃至８００ヘ
ルツに設定しても、第４図の如く特性は破線で示すよう
に多少はその前後周波数に掛かっているため、出力の中
には２０００ヘルツ程度の信号も混じっているのが通常
である。

しかし本発明においては、波特性が急峻な波部(4)
によって処理するため、出力には設定された帯域を外れ
る周波数の信号は可及的に除かれている。

波帯域を２００乃至８００ヘルツと定めた理由は、歌
唱音声の周波数が殆んどこの範囲に納まるからである。
曲目によってはこの帯域は高音側或は低音側へ移動させ
ても構わない。勿論この周波数範囲に入る楽器による伴
奏音も存在するが、音楽の周波数範囲を上記の如く限定
して濾波すると、楽器の低音域、高音域は消えて、設定
周波数範囲の音信号だけが残って、旋律音が強調されて
おり、これを標準音楽と見做して一向に差しつかえな
い。

波部(4)(4)を通過した夫々の信号Ｂは増幅され、パル
ス整形部(6)(6)を通して一定電圧レベル(Ｖｏ)以上の部
分についてパルス整形し、波高が揃いパルス幅だけが電
圧Ｖｏを越える波形Ｂ部分の幅に等しいパルス列に変形
される（第３図）。

上記パルス列信号Ｃ（第３図）は曲の第１小節から最終
小節まで続き、これをカウンター部(7)(7)へ通して０．
０１乃至０．１秒間の短かい時間間隔でパルス幅とは無
関係にパルス数が計数される。カウンター部(7)はクロ
ック信号（cl）によって決められた短かい時間間隔で計
数して、次段の判定部(8)へ計数値を出力しリセットさ
れて再び計数を繰返し、この計数操作は予め決められた
プログラムソフトウエアによって実行される。

カウント時間間隔は短かくする程、その時間内で計数さ
れるパルス数は少なくなり、２つの音楽信号の一致性の
判定が、より正確となる。例えばカウント時間間隔０．
０１秒とすると、その間に計数されるパルス数は１０個
以下である。

カウンター部(7)での計数のためには、波波形(B) は
必らずしもパルス波に変形される必要はなく、信号Ｂの
バイアス電圧の基準点をＶｏの高さまで高めて、信号が
＋−反転する回数を計数してもパルス波計数と同様な計
数が行なえることは勿論である。

歌唱は伴奏音楽を耳に聴いて、それに合わせて行なうも
のであるから、必然的に時間的な遅れが伴なう。

従って一致性の判定は伴奏音楽からの信号を０．１秒程
遅らせた後、判定部に入力した方が歌唱信号との同時性
が得られて、判定がより容易となる。

遅延部(9)は第５図の実施例ではカウンター部(7)の後に
設けたが、実施に際しては信号処理系路のどの位置に設
けてもよく、或は判定部のソフトウエアによってパター
ン認識を行なわせ一致性を判定させてもよい。

なお楽器による旋律信号には、基本波許りでなく１オク
ターブ或いは数オクターブ高い高周波で旋律が演奏され
ているから、判定は先づ歌唱信号側のカウンター部(7)
の出力について比較した後、次は伴奏音楽信号側のカウ
ンター信号はその侭にして、歌唱信号側の出力値を２倍
し比較する。同様にして４倍にして比較する。又、歌唱
側の出力はその侭にして、伴奏音楽側の出力値を次々と
２倍、４倍にして比較し一致性を判定する。

これ等の出力値の逓倍はソフトウエアによって実行さ
れ、比較操作の中の何れかの時点で、ヘッド側の出力値
に対し、±１０％の範囲でマイク側の出力値が一致して
おれば、歌唱信号は伴奏信号に一致していたと判定し
て、一致信号を次段の記憶部(10)へ出力する。

この比較判定の操作は、カウンター部(7)(7)が短かい時
間間隔で計数する毎に実行し、楽曲の第１小節から最終
小節まで繰り返し、記憶部(10)は判定部から出力される
一致信号(Ｄ)の数を計数し、記憶している。

記憶部(10)はヘッドからの信号とマイクからの信号が判
定部(8)で全部一致したと判定されたときを１００とし
て、記憶している一致信号の合計を２桁数値に換算部(1
1)で換算して表示部(12)にディスプレイ表示する。又、
興を増すために換算率を加減し、或は数値を増減する等
の操作を換算部(11)で行なえる様にソフトウエアを構成
することも出来る。実際には、伴奏信号の単位時間毎の
パルス数と、歌唱信号の同様なパルス数との一致率が大
体３０％位であれば、聴衆は「１００点」の評価を下す
ことが確かめられた。従って、コンピュータが判定した
旋律の一致割合と、聴衆の評価の関係を予め記憶してお
くことにより、歌唱力の好拙は、聴衆が行なう評価と同
程度の正確さで判定し、表示できるのである。

標準音楽信号には、旋律の録音がなくとも信号中から設
定周波数帯域の信号を波部(4)で取り出すことによっ
て、それとの比較で比較音楽信号を実際上、判定出来
る。

本発明は上記の如く伴奏音楽が記録されている通常の磁
気テープからの信号を標準音楽信号として使用すること
が出来、従来の如く特別に標準音楽を録音したテープを
特別に製作することは不用である。

市販の磁気テープ或は放送番組から録音したテープ等を
標準音楽として利用出来るから選曲範囲は拡大し、しか
も安価に供給出来る優れた利点がある。

又、本発明は歌唱力の判定のみでなく、マイクを通じて
楽器の演奏音を入力することによって、演奏技術の巧拙
の判定に使用することが出来、演奏或は歌唱力の向上に
役立つのみならず、判定に客観性があるから、判定器具
として使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は音楽信号の波形図、第２図は波部を通過させ
た後の波形図、第３図は波された波形の中、所定レベ
ル以上の部分をパルス変形したパルス列、第４図は波
部の波特性を示すグラフ、第５図は本発明装置の説明
図である。 (1)……マイクロホン、(2)……ヘッド (4)……波部、(7)……カウンター (8)……判定部、(12)……表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】旋律を含む伴奏音楽信号Ａ₀及びそれと比
較すべき歌唱音楽信号Ａを夫々設定周波数帯域で濾波
し、設定周波数帯域を外れる信号は通過を遮断する濾波
部(4)(4)と、濾波された両信号Ｂを短かい時間間隔に区
切って、次の(Ａ)又は(B)の構成によって、実質的な一
致、不一致を判定する判定部(8)と、 (Ａ) 濾波された設定周波数帯域の両信号Ｂをパルス整
形部(6)によりパルス列信号に波形整形し、該パルス列
信号に対して、設定された短時間間隔毎に、パルス数を
計数して、パルス数の一致、不一致を判定する。 (Ｂ) 濾波された設定周波数帯域の両信号Ｂのバイアス
電圧の基準点の高さを高めて、信号が基準点を越える回
数を計数して、回数の一致、不一致を判定する。判定部からの一致信号を計数する記憶部(10)と、記憶部の計数量を換算し表示する表示部(12)とから構成された歌唱力の判定装置。
【請求項２】濾波部は２００乃至８００ヘルツの周波数
帯域の信号のみを通過させるものである特許請求の範囲
第１項の装置。
【請求項３】判定部は伴奏音楽信号の進行を約０．１秒
遅らせて歌唱音楽信号と実質的な一致又は不一致を判定
する特許請求の範囲第１項又は第２項に規定する装置。
【請求項４】旋律を含む伴奏音楽信号Ａ₀及びそれと比
較すべき歌唱音楽信号Ａを夫々設定周波数帯域で濾波
し、設定周波数帯域を外れる信号は通過を遮断する濾波
部(4)(4)と、濾波された設定周波数帯域の両信号Ｂを短かい時間間隔
に区切って、次の(Ａ)又は(Ｂ)の構成によって、計数を
繰返すカウンター部(7)(7)と、 (Ａ) 濾波された設定周波数帯域の両信号Ｂをパルス整
形部(6)によりパルス列信号に波形整形し、該パルス列
信号に対して、設定された短時間間隔毎に、パルス数を
計数する (Ｂ) 濾波された設定周波数帯の両信号Ｂのバイアス電
圧の基準点の高さを高めて、信号が基準点を越える回数
を計数する両信号について短時間間隔の計数毎に、一方の計数値を
２倍又は４倍の如く逓倍して逓倍数と相手信号の計数値
との実質的な一致又は不一致を判定する判定部(8)と、判定部からの一致信号を計数する記憶部(10)と、記憶部の計数量を換算し表示する表示部(12)とから構成された歌唱力の判定装置。
【請求項５】濾波部は２００乃至８００ヘルツの周波数
帯域の信号のみを通過させるものである特許請求の範囲
第４項の装置。
【請求項６】判定部は伴奏音楽信号を約０．１秒遅らせ
て歌唱音楽信号と実質的な一致又は不一致を判定する特
許請求の範囲第４項又は第５項に規定する装置。