JPH0784589A - 自動演奏装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲の進行に同期して、リバーブ等の音響効果
のパラメータを様々に変化させることが可能なカラオケ
用の自動演奏装置を提供すること。 【構成】 自動演奏装置において、ＣＤ等に記録された
楽音情報及び音響効果制御情報に基づき、楽音信号と音
響効果制御情報とを同期して出力する楽音信号発生手段
と、マイクロホン等の音信号入力手段と、ＤＳＰ等によ
り信号にリバーブ等の音響効果を付加する効果付加手段
と、楽音信号発生手段から発生した音響効果制御情報に
基づき、効果付加手段を制御する制御手段と、前記楽音
信号と、効果付加手段の出力に基づいて楽音を発生する
楽音発生手段とを備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動演奏装置に関し、特
に、曲の進行に同期して、リバーブ等の音響効果のパラ
メータを様々に変化させることが可能なカラオケ用の自
動演奏装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラオケ用自動演奏装置は、テー
プ、ＣＤ（コンパクトディスク）、光ディスク、ビデオ
テープ等の音響再生装置によるものであった。また最近
では、音楽を音響として記録するのではなく、ＭＩＤＩ
情報等の演奏情報として記録し、再生時にはそれらの演
奏情報によって音源装置を駆動することで音楽を再生す
るカラオケ装置も注目されている。これらのカラオケ装
置においては、通常マイクロホンを通して得られる音声
信号に残響効果等を付加する音響効果装置が用意されて
いる。残響効果装置としては、スプリングの振動を利用
したもの、あるいはアナログ、デジタルの信号遅延素子
を用いたものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＣＤなどの作成時に
は、適切な箇所で、適切なレベルの音響効果をかけるこ
とによってバランスのよい歌に仕上げているが、上記の
ような従来のカラオケ装置においては、一度音響効果装
置の設定を決めると、歌い手がそれを曲に合わせて微調
整するといったことはほとんど行われていなかった。従
って、効果をかけるべき箇所においてかけ方が不足した
り、あるいはかけなくてもよい箇所においてかかってし
まうという問題点があった。本発明の目的は、前記のよ
うな従来技術の問題点を改良し、曲の進行に同期して、
リバーブ等の音響効果のパラメータを様々に変化させる
ことが可能なカラオケ用の自動演奏装置を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録された楽
音情報及び演奏情報の少なくとも一方、及び音響効果制
御情報に基づき、楽音信号と音響効果制御情報とを同期
して出力する楽音信号発生手段と、マイクロホン等の音
信号入力手段と、信号にリバーブ等の音響効果を付加す
る効果付加手段と、楽音信号発生手段から発生した音響
効果制御情報に基づき、効果付加手段を制御する制御手
段と、前記楽音信号と、効果付加手段の出力に基づいて
楽音を発生する楽音発生手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００５】

【作用】本発明は、このような手段により、ＣＤ等から
楽音信号と同期してリバーブの制御信号を読み出し、例
えば声を伸ばすような箇所において、リバーブのレベル
や残響時間を制御して適切な残響効果を付加することが
できる。

【０００６】

【実施例】以下に本発明が適用される自動演奏装置の実
施例を詳細に説明する。図１は本発明に関する機能を示
す機能ブロック図である。楽音信号発生手段１は例えば
ＣＤ等の光ディスク、テープ、磁気ディスク、メモリカ
ード等のデジタルデータ記憶媒体から記憶情報を読み出
し、楽音信号を発生させると共に、楽音信号と関連して
記憶されている音響効果制御情報を、楽音信号と同期し
て出力する。制御手段２は、音響効果制御情報を解読
し、効果付加手段４を制御する。音入力手段３は例えば
マイクロホンであり、音を電気信号に変換する。効果付
加手段４は例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッ
サ）を用いたリバーブ装置である。楽音信号発生手段１
から発生された楽音信号と、効果付加手段４から出力さ
れた信号は、混合手段５によって混合されてから、例え
ばアンプとスピーカからなる音発生手段６によって音に
変換されてもよいし、あるいは効果付加手段４から出力
された信号は別の音発生手段７によって音に変換されて
もよい。

【０００７】図２は自動演奏装置の構成を表すブロック
図である。ＣＰＵ１０はＲＯＭ１１に記憶されているプ
ログラムにより自動演奏装置全体の制御を行う。またタ
イマ割り込み回路も内蔵している。ＲＯＭ１１には制御
用プログラムが記憶されている。ＲＡＭ１２はＣＰＵ１
０の作業用領域、バッファとして使用される他、各種制
御データを記憶している。パネル１３は曲番号選択スイ
ッチ、プレイ／ストップスイッチなどの各種スイッチ、
あるいはＬＥＤや液晶の表示装置を有し、さらにスイッ
チ情報をＣＰＵ１０に読み込むためのスキャン回路、お
よび表示装置を駆動するドライブ回路を備えている。

【０００８】ＣＤプレーヤ装置１４はＣＤから情報を読
み出す。ＤＳＰ１５は、詳細は後述するが、演算処理に
より、例えば音声の残響効果信号をリアルタイムに合成
する。マイク１６は音声を電気信号に変換する。Ａ／Ｄ
変換器１７はマイクから入力された信号をデジタルデー
タに変換する。Ｄ／Ａ変換器１８はＣＰＵ１０の制御に
より、楽音信号と音声信号が混合されたデジタル信号を
アナログ信号に変換する。アンプ１９はアナログ信号を
増幅し、スピーカ２０から発音される。なお、アンプや
スピーカは外付けにしてもよい。バス２１は自動演奏装
置の各回路を接続している。

【０００９】図３は自動演奏装置３０のフロントパネル
の例を示す正面図である。表示装置３１は例えば液晶表
示装置を用い、例えば選曲時には曲番号を表示し、演奏
中は曲番号と演奏時間を表示する。３２はＣＤトレーで
ある。操作スイッチ３３は選曲スイッチ（それぞれを操
作することによって曲番号が＋１あるいは−１す
る。）、停止スイッチ（演奏を中止し、待機状態とな
る。）再生スイッチ（指定されている曲番号の曲の演奏
を開始する。）からなる。マイクジャック３４にはマイ
クプラグを接続する。マイクボリューム３５はマイク入
力信号のレベルを調整する。スピーカボリューム３６は
出力信号レベルを調整する。３７は電源スイッチであ
る。

【００１０】次に、データについて説明する。図４は周
知のＣＤのデータフォーマットである。ＣＤの標本化周
波数は４４．１ｋＨｚであり、１６ビットの直線量子化
を行っている。１フレームには６サンプル分のデータが
格納されている。フレームの構成法を説明すると、１サ
ンプルは１６ビット（２バイト）×２チャンネル＝４バ
イトであるから、１フレームでは４×６＝２４バイトの
源データがあり、これにエラー補間用のデータ４バイト
を付加してデータの並べ変えを行い、更にエラー補間用
データ４バイトが付加される。従って全部で３２バイト
のデータとなる。ここで、３２の各バイトデータをそれ
ぞれ１４ビットのデータパターンに符号化する。そし
て、フレーム同期信号（２４ビット）、サブコーディン
グ（１４ビット）パリティ（１４ビット×８）を付加
し、各シンボル毎の結合のために３ビットずつのデータ
を加えると図４のようなフレームができる。１フレーム
の読み出し時間は（１／４４１００）×６秒である。

【００１１】図４におけるサブコーディングは９８フレ
ームで１つのブロックを形成しており、先頭の２フレー
ムには同期信号が記録されている。また楽音データと同
じく８→１４ビット符号化されているので、実際のデー
タは１フレーム当たり８ビットである。従って１ブロッ
ク期間（１／４４１００）×６×９８＝（１／７５）秒
当たり９６フレーム×８ビット＝９６バイトのサブコー
ドが存在する。

【００１２】１フレーム中の８ビットのサブコードの各
ビットはチャネルと呼ばれており、ＰからＷまでの８つ
の文字で表され、独立して使用される。このうちＰ、Ｑ
チャネルは曲番号やインデックス、演奏時間等のために
すでに使用されている。このため、残りの６チャネルの
うちの任意のチャネルを使用して本発明の音響効果の制
御を行う。本発明の制御用には１チャネルあれば十分な
ので、例えばＲチャネルを使用する。

【００１３】音響効果を制御するコマンドとしては、任
意のフォーマットが使用可能であるが、ここではＭＩＤ
Ｉメッセージに準拠したコマンドを使用する。元々ＭＩ
ＤＩメッセージには、音響効果を制御するためのメッセ
ージとしてコントロールチェンジコマンドが存在する
が、このコマンドは音響効果の重み付け（レベル）を制
御する機能しかなく、複雑な制御を行うことができな
い。従って、使用目的に応じて自由に機能を設定できる
システムエクスクルーシブメッセージを用いる。システ
ムエクスクルーシブメッセージはＭＩＤＩ装置メーカー
毎に異なる機器の制御を行うためのコマンドである。

【００１４】図５は、本発明において使用するメッセー
ジのフォーマットを示す説明図である。残響タイプを制
御するためのメッセージは、先頭にエクスクルーシブヘ
ッダ（Ｆ０Ｈ：Ｈは１６進数を表す）があり、２バイト
目にメーカＩＤ（例えば４０Ｈ）、３バイト目にはＭＩ
ＤＩチャネル、４、５バイト目には装置の分類コード
（例えば７ＦＨ、７ＦＨ）が存在する。６バイト目には
残響タイプを制御することを示すサブコード（例えば０
０Ｈ）があり、７バイト目にはバリュー（制御パラメー
タ）がある。残響タイプの制御の場合には、このバリュ
ーは例えば「００」がホールタイプ、「０１」がルーム
タイプを表す。最後の８バイト目にはメッセージの最後
を表すエンドオブエクスクルーシブ（ＥＯＸ）コード
（Ｆ７Ｈ）が存在する。

【００１５】残響時間、残響レベルを制御するメッセー
ジは、図５に示すように装置の分類コードまでは残響タ
イプの制御メッセージと同じであり、サブコードの値と
バリューのみが異なる。残響時間制御メッセージは、例
えばサブコードが「０１」であり、バリューは残響時間
を表す。また残響レベル制御メッセージは例えばサブコ
ードが「０２」であり、バリューは残響レベルを表す。
このようなメッセージが、サブコードのＲチャネルを用
いて１フレーム当たり１ビットづつ読み出される。

【００１６】図６は一般的な残響の構成を示すグラフで
ある。図６に示すようなレベルを持つ直接音が発生した
場合、まず初期反射音が生じ、次に後部残響音が生じ
る。この後部残響音は減衰する複数の反射音の集合であ
り、減衰が少なければ残響時間（残響音が直接音から−
６０ｄＢ減衰するまでの時間）が長くなる。図７は場所
の違いによる初期反射音の形状の違いを示すグラフであ
る。ホールの場合には、初期反射音の間隔が比較的広く
なり、レベルも不規則になる。またルーム（ホールに較
べ狭い部屋）の場合には規則的な初期反射音が狭い間隔
で並んでいる。本発明の装置では、残響タイプを指定す
ることによって、それぞれのタイプに特有な初期反射音
を合成する。

【００１７】図８は、図２のＤＳＰ１５によって実行さ
れる残響付加処理の機能を示すブロック図である。図８
のブロックは大きく、初期反射音作成部４０、後部残響
音作成部４１、残響レベル制御部４２に分かれる。初期
反射音作成部４０は、異なる遅延時間を持つ複数の遅延
手段Ｄ1 〜Ｄｉと、その出力に係数ｋ1 〜ｋｉを乗算す
る乗算器、各乗算器の出力を加算する加算器から成る。
指定された残響タイプにより各係数ｋ1 〜ｋｉの値は異
なる。

【００１８】後部残響音作成部４１は遅延手段Ｄｊとそ
の出力に係数ｋｊ（＜１）を乗算する乗算器、入力値に
乗算器の出力を加算する加算器から成る。係数ｋｊを大
きくすると、減衰が小さくなり、残響時間が長くなる。
また係数ｋｊを小さくすると、減衰が大きくなり、残響
時間が短くなる。残響レベル制御部４２は、初期反射音
作成部４０、後部残響音作成部４１の出力を加算する加
算器、その出力に係数ｋｍを乗算する乗算器、入力され
た直接音信号に乗算器の出力を加算する加算器から成
る。係数ｋｍにより残響レベルが制御される。

【００１９】実際の制御法としては、例えば残響タイプ
については、演歌などじっくり聴かせたい曲はホール、
歌謡曲など軽快なリズムの曲はルームというように曲の
先頭でセットする。残響時間は例えばテンポ１２０の時
に約２．６秒を基準として、テンポが倍になれば残響時
間は半分に、テンポが半分になれば残響時間は倍になる
ように始めに制御する。また曲中でテンポが変化した場
合にも制御を行う。図９は、マイクから入力される音声
信号レベルと、楽音情報と同期して出力される残響特性
制御コマンドにより制御される残響レベルの例を示すグ
ラフである。曲中には声を伸ばす箇所が数多く存在す
る。このような箇所においては、例えば発声開始後残響
レベルを徐々に上げ始め、発声が止まった時点では残響
レベルは最大であり、その後徐々にレベルが減少するよ
うに制御することにより、声の伸ばし方の不足を補うこ
とが可能となる。このように曲の進行に合わせて残響特
性を制御するので、その場その場で最適な効果を付加す
ることができる。

【００２０】図１０はＣＰＵ１のメイン処理を示すフロ
ーチャートである。ステップＳ１においては、レジス
タ、メモリ、各回路等を初期化する。ステップＳ２にお
いては、パネルの停止ボタンスイッチがオンされている
か否かが調べられ、オンである場合にはステップＳ２に
移行し、再生処理を停止（再生フラグをオフ）する。ス
テップＳ４においては、再生ボタンスイッチがオンされ
ているか否かが調べられ、オンである場合にはステップ
Ｓ５に移行し、現在再生中（再生フラグがオン）か否か
が調べられ、否定の場合にはステップＳ６に移行し、再
生開始処理が行われる。再生開始処理においては、ＣＤ
プレーヤの起動、再生タイミングの計測開始、パネル表
示の更新などを行う。

【００２１】ステップＳ７においては、選曲ボタンスイ
ッチがオンされているか否かが調べられ、オンである場
合にはステップＳ８に移行し、再生中であるか否かが調
べられる。そして、再生中であればステップＳ１０に移
行して再生中止し、ステップＳ１１において、操作され
たスイッチに応じて現在選択されている曲番号を＋１あ
るいは−１して表示する。ステップＳ１２においては、
該曲番号の曲から再生を開始する。ステップＳ８におい
て再生中でなかった場合には、単に操作されたスイッチ
に応じて現在選択されている曲番号を＋１あるいは−１
して表示する。ステップＳ１３においては、現在再生中
であるか否かが調べられ、再生中である場合にはステッ
プＳ１４に移行して再生処理を行う。

【００２２】図１１は図１０のステップＳ１４の再生処
理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ２０
においては、ＣＰＵ１はマイク１６の出力信号をＡ／Ｄ
変換器１７により変換したデジタル信号を入力する。な
おＡ／Ｄ変換器１７はＣＤプレーヤからの出力信号のサ
ンプリング周期と同じ周期でマイク信号をＡ／Ｄ変換す
る。ステップＳ２１においては、ステップＳ２１で入力
した信号をＤＳＰ１５にセットする。ＤＳＰ１５はプロ
グラムに従い、図８に示すような機能の処理を行い、Ｃ
ＰＵ１から別途設定されたパラメータに従って入力信号
に残響効果を付加する。ステップＳ２２においては、Ｄ
ＳＰ１５から残響効果を付加された出力信号を得る。ス
テップＳ２３においては、ＣＤプレーヤからの出力デー
タを記憶するＲＡＭ内のバッファから１サンプルデータ
を読み出す。なおＣＤプレーヤからはデコードされ、誤
り訂正された源データ（１フレーム当たり２４バイト＋
サブコード１バイト）が出力され、ＲＡＭへの転送はＤ
ＭＡあるいは割り込み処理により行う。

【００２３】ステップＳ２４においては、ステップＳ２
３において読み出されたＣＤからのデータとステップＳ
２２において得た、音声信号に残響効果を付加した信号
とを加算する。ステップＳ２５においては、前回の信号
出力からサンプル周期である（１／４４１００）秒が経
過するまで待ち、ステップＳ２６においては、Ｄ／Ａ変
換器１８に加算した信号を出力する。これにより、スピ
ーカ２０から楽音が発声する。

【００２４】ステップＳ２７においては、ＣＰＵ１はサ
ブコードに残響タイプ制御メッセージが記録されていた
か否かを調べる。ＣＰＵ１は１フレーム分のデータを受
け取る毎にサブコードの各ビットを分離して各チャネル
毎に組み立て、制御情報が含まれているか否かを調べて
いる。そして図５に示すような残響タイプ制御メッセー
ジを確認すると、ステップＳ２８に移行する。ステップ
Ｓ２８においては、ＣＰＵ１はメッセージの中から残響
タイプ情報を抽出し、ＤＳＰ１５にセットする。ＤＳＰ
１５はセットされたタイプに基づき、図８の初期反射音
形成部の係数群を選択し、設定する。該係数群はＤＳＰ
内のＲＯＭに予め記憶されている。

【００２５】ステップＳ２９においては、ステップＳ２
７と同様に、残響時間制御メッセージが記録されていた
か否かを調べ、記録されていた場合にはステップＳ３０
に移行し、ＤＳＰに残響時間情報をセットする。ＤＳＰ
は該時間情報と係数ｋｊの対応テーブルを参照して係数
ｋｊを求め、設定する。ステップＳ３１においては、ス
テップＳ２７と同様に、残響レベル制御メッセージが記
録されていたか否かを調べ、記録されていた場合にはス
テップＳ３２に移行し、ＤＳＰに残響レベル情報をセッ
トする。ＤＳＰは該レベル情報と係数ｋｍの対応テーブ
ルを参照して係数ｋｍを求め、設定する。これらのテー
ブルもＤＳＰ内のＲＯＭに予め記憶されている。

【００２６】以上、実施例を説明したが、以下のような
変形例も考えられる。図８に示すような残響付加機能は
一例であって、例えば後部残響音作成部４１の遅延手段
は、実際には複数の遅延手段の出力を加算したものを用
い、図８の初期反射音作成部４０の加算器の出力を入力
側に循環させるような構造のほうがより細かい信号が得
られる。従って初期反射音作成部４０と後部残響音作成
部４１とを組み合わせて１つの処理ブロックで構成する
こともできる。効果の種類としては、残響の他、ビブラ
ート、トレモロ、パンポット、あるいは音量の制御など
任意の効果を制御することが考えられる。実施例におい
ては、ＣＤに効果付加情報を付加する例を示したが、例
えばＣＤ−ＲＯＭ、フロッピ、メモリカード等に記録さ
れたＭＩＤＩデータ等の演奏情報に基づき楽音を発生す
るＭＩＤＩカラオケ装置に本発明を適用することも可能
であり、この場合には音響効果を制御するためのエクス
クルーシブメッセージもＭＩＤＩデータと混在して記録
される。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｃ
Ｄ等から楽音信号と同期してリバーブ等の効果制御信号
を読み出し、音響効果を制御することにより、例えば声
を伸ばすような箇所において、リバーブのレベルや残響
時間を制御して適切な残響効果を付加することができる
ように、その場その場において最適な音響効果を自動的
に得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に関する機能を示す機能ブロック図で
ある。

【図２】 自動演奏装置の構成を表すブロック図であ
る。

【図３】 自動演奏装置のフロントパネルの例を示す正
面図である。

【図４】 ＣＤのフレームフォーマットを示す説明図で
ある。

【図５】 効果制御メッセージのフォーマットを示す説
明図である。

【図６】 一般的な残響の構成を示すグラフである。

【図７】 場所による初期反射音の形状の違いを示すグ
ラフである。

【図８】 ＤＳＰの残響付加処理の機能を示すブロック
図である。

【図９】 音声信号レベルと、残響レベルの制御例を示
すグラフである。

【図１０】 ＣＰＵのメイン処理を示すフローチャート
である。

【図１１】 再生処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…ＣＰＵ、１１…ＲＯＭ、１２…ＲＡＭ、１３…パ
ネル、１４…ＣＤプレーヤ １５…ＤＳＰ、１６…マイ
ク、１７…Ａ／Ｄ変換器、１８…Ｄ／Ａ変換器、１９…
アンプ、２０…スピーカ、２１…バス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録された楽音情報及び演奏情報の少な
   くとも一方、及び音響効果制御情報に基づき、楽音信号
   と音響効果制御情報とを同期して出力する楽音信号発生
   手段と、 音信号入力手段と、 音信号に音響効果を付加する効果付加手段と、 前記楽音信号発生手段から発生した音響効果制御情報に
   基づき、効果付加手段を制御する制御手段と、 前記楽音信号と、効果付加手段の出力に基づいて楽音を
   発生する楽音発生手段とを備えたことを特徴とする自動
   演奏装置。
2. 【請求項２】 前記音響効果は残響効果であることを特
   徴とする請求項１に記載の自動演奏装置。
3. 【請求項３】 前記楽音信号発声手段は、ＣＤとＣＤプ
   レーヤからなり、音響効果制御情報は、ＣＤのサブコー
   ドエリヤに記録されていることを特徴とする請求項１に
   記載の自動演奏装置。