JPS6083097A - 採点装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
生装置を用いて、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１−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、
歌唱方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、−人で歌の勉強かでき
るーっの手段として、「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のトラック１０１に歌手などのボー
カル信号が、第２のトラック１０２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、磁気ヘッド２０
１と増幅器２０２よりなる第１の磁気テープ再生手段２
と、磁気ヘッド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６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っているボ
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、間違った唄
い方をしていてもユーザー自身はそれに気づかない丑ま
であったりして、個人での練習をする際には自ずと限界
が生じ、興味がなくなっ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１６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、ボーカル信号よシ遅れたシ
、ユーザーが一部唄わなかったり、息つぎをしなかった
りした時、減点率をかけ、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ととを目的とする。

発明の構成 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っそ第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ったと休止同時
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に
応じて得点を算出する。さらに第１の音声信号の休止解
除が第２の音声信号の休止解除より遅れる時間を検出す
る休止解除検出手段により、遅れ時間が一定時間以」二
の時減点率α１　を記憶する減点率α１　の記憶手段と
、第２の音声信号が休止状態でない時、第１の音声の休
止時間を検出する第１の休止時間検出手段により第１の
音声の休止時間が一定時間以上の時、減点率α２を記憶
する減点率ａ２の記憶手段と、減点率α２が記憶された
直後、第２の音声信号の休止時間を検出する第２の音声
休止時間検ｄｊ手段により、第２の音声の休止時間が一
定時間以上の時、先に記憶した減点率α２を解除する減
点率α２の解除手段と、第２の音声信号の休止時に第１
の音声信号が休止をしているかどうかを検出する休止同
時有無の検出手段と休止同時有無の検出手段により、休
止が同時でない回数を記憶する第６の計数記憶手段と、
第３の計数記憶手段に記憶されている情報と第５の計数
記憶手段に記憶されている情報との割合に応じて減点率
ａ３　を設定し、前記の減点率ａ１．α２．およびａ３
の内、最小の減点率を採用して前記の得点に莱褒−シて
最終得点結果として算出される。従って第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が得点とし
て算出されるだめ、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ック図である。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は磁気ヘッド、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・＜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ノく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
回数の割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割数記憶を
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
除か検出された回数を計数記憶するものである。

４２は休止解除の遅れ検出手段でありボーカル信号の休
止が解除された時点からユーザーの唄い出しがどの程度
遅れたかという遅れ時間を検出するものであ弘４３は減
点率ａ１　の記憶手段でありその遅れ時間が一定時間以
上のとき、減点率ａ１を設定し、記憶するものである。

４４は第１の休止時間検出手段であり、ボーカル信号が
あるとき、ユーザーが唄わない時間を検出するものであ
り、４５は減点率α２の記憶手段であり、ユーザーが唄
わない時間が一定時間以上の時、減点率α２を設定し記
憶するものである。

４６は第２の休止検出手段であり、前記減点率ａ２が設
定された直後から、ポーカ、ル信号の休止時間を検出す
るものであり、４７は減点率α２の解除手段であり、前
記ボーカル信号の休止時間が一定時間以上のとき減点率
α２を解除するものである。これはボーカル信号は一般
的にプロの歌手が唄ったものを録音しており、曲の終シ
において息の長いプロ歌手は非常に長く唄いつづけてお
り、ユーザーは息が続かない場合が多い。従って、曲の
終りにおいては減点率ａ２は解除され、曲の途中におい
てユーザーが唄わなかった場合にのみ適用されるもので
ある。

４８は休止同時有無の検出手段であり、ボーカル信号が
息つぎをしている時に、ユーザーが息つぎをしているか
どうかを検出するものであり、４９は第５の計数記憶手
段でありユーザーがその時点つぎをしていない回数を記
憶するものである。この検出はむちゃくちゃに唄った場
合、ホーカル信号の息つぎ回数とその時ユーザーが息つ
ぎをしていない回数の割合に応じて減点率α３を設定し
減点させるものである。

１７は得点割算手段で、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し、
その得点結果に上記減点率α１．α２．α３の内最小の
ものを」二記得点に乗算して最終得点を算出するもので
ある。

第４図は本実施例の具体的な構成を示すブロック図で、
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
クロコンピュータ１５で実現したものである。

第５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６図の動作説明図と
ともに説明する。

７０１は入力端子、７０２．７０４．７０５　。

７０８．７１０，７１１は抵抗器、７０３，７０６゜７
０９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　。

７０６とコンデンサ７０３，７０６とは低域通過形のア
クティブフィルタを構成しており、入力端子７０１に入
力される第６図（−）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
路によシ前記アクティブフィ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６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７１２と
で第６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７図のマイクロコンピュータの処理動作の要部
を示すフローチャートにもとづいて本実施例の動作を説
明する。

まず、装装置の電源は投入されており、マイクロコンピ
ュータ１５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にょシパルス信号に変換され、マイクロコンピュ
ータ１８に入力され、ステップ２０で入力パルスの時間
幅をディジタル量に変換する。すなわち第６図（ｃ）に
示されるパルス信号のＩＩ　ＨＩＩである期間をマイク
ロコンピュータ自身のもっているクロック信号により計
数すれば入力パルスの時間幅のディジタル量への変換が
達成できる。このようにして第６図（Ｃ）におけるｔｌ
　からｔ２の時間幅、ｔ３から１４の時間幅、ｔ５から
七〇の時間幅・・・・・・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ったこと
を示し、減少すれば音階が高くなったことを示している
。

次にステップ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６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
前の時間幅のテ−りであるｔからｔ２の時開帳と比べて
ｔ３から１４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ップ２３によりユーザーの音声
信号の音階が低くなっだ回数を示すＮ１１をまたけ増加
させ、時間幅が増加していなければステップ２２へと進
む。ステップ２２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
ていればステップ２５によりユーザーの音声信号の音階
が高くなった回数を示すＮ１３を１だけ増加させ、時間
幅が減少していなければステップ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。

上記のようにステップ２０，２１．２２は第１の音階変
化検出手段９の機能を実現し、ステップ２３．２４．２
５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
にょシ再生され、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ュータ１８に入力され、ステ
ップ２６により、まずボーカル信号よシ得られたパルス
信号をみることによりボーカル信号が休止状態が否かを
判定する。

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

逆に、ステップ２６においてボーカル信号上休止の状態
ではないと判定されればステップ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って、今初めて有信号状態となった
か否かを判定する。

ボーカル信号が休止の解除ヤあればステップ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った場合にのみステッ
プ３１へと進ませる。ステップ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
止の解除となった回数を示すＮ４を１だけ増加させる。

すなわちステップ３０は第１の休止検出手段１３の機能
を、ステップ２６．２９．３０は休止同時解除検出手段
１６の機能を、ステップ３１は第４の計数記憶手段１６
の機能を実現している。

次に、ステップ３２により入カノクルスの時間幅をディ
ジタル量に変換後、ステップ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
加していればステップ３６によりボーカル信号の音階が
低くなった回数を示すＮ２１を１だけ増加させ、時間幅
が増加していなければステップ３４へと進な。ステップ
３４ではノ々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
テップ３７によりボーカル信号の音階が高くなった回数
を示すＮ２３を１だけ増加させ、時間幅が減少していな
ければステップ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。

上記のようにステップ３２．３３．３４は第２の音階変
化検出手段１０の機能を実現し、ステップ３５．３６．
３７は第２の引数記憶手段１２の機能を実現している。

図中Ａ−Ｃ，Ｄ−Ｅは第８図、第９図および第１０図に
それぞれ詳細なフローチャートを示す。

まだ第１１図、第１２図は前記フローチャートの説明を
補助するタイムチャートである。ここで波形ｄ、ｆ　、
ｈはボーカル信号、波形ｅ、ｇ、ｉはユーザーのマイク
信号である。

先づ第８図の前半部と第１２図を用いて、ボーカル信号
があるとき、ユーザーが唄わない時の減点率の設定の方
法を説明する。第１２図では１１３〜ｔ１４の範囲につ
いてである。

ステップ５０でボーカル信号が休止状態か否かを判定す
る。ボーカル信号は休止の状態ではないと判定されれば
ステップ５１に進みボーカル信号は休止の解除か否かを
判定する。否であれば、すなわちボーカル信号が連続し
て有信号状態にあった時、ステップ５２に進み、マイク
から入力されるユーザーの音声信号の休止時間幅をみて
、一定値１２以内か否かを判定し、１２以上あれば減点
率ａ２を設定し、ステップ５６に進む。α２が今壕で設
定していた減点率の最小値α□、。と比較してさらに小
さければステップ５７にてα２をαｍｉｎにおきかえる
。まだ曲の終り等、ボーカル信号が非常に長く続いたと
き、ユーザーは息がつづかず減点率が設定されてしまう
。この欠点を解消する方法を次に説明しよう。第１２図
の１１６〜ｔ１７についてである。ステップ５１でボー
カル信号は休止の解除、すなわち直前まで無信号で、今
初めて有信号となったと判定されればステップ５４に進
み、ボーカル信号の無信号だった時間幅をめて一定値Ｔ
３　と比較し１３以上ならステップ８０に進み減点率α
２を解除する。１３以内ならステップ５５に進み減点率
ａ２があればステップ５６に進み前記どおりの流れとな
る。すなわちステップ５２は第１の休止時間検出手段の
機能を、ステップ５３は減点率α２の記憶手段の機能を
、ステップ５４は第２の休止時間検出手段を、ステップ
８０は減点率α２の解除手段を実現している。

次に第８図の後半部と第１１図を用いてボーカル信号の
立上がりからのユーザー信号の遅れに対する減点率の設
定の方法を説明しよう。第１１図はｔ１１〜ｔ１２につ
いてである。ステップ５８で再度ボーカル信号の有無を
判定し、ボーカル信号があればステップ５９に進み、ボ
ーカル信号は休止の解除か否かを判定する。休止の解除
と判定されればステップ６０に進みＴ１を０に設定する
。すなわちボーカル信号が直前まで無信号であシ、今、
有信号に変化した場合であり、ここから、ユーザーの唄
い出しの遅れ時間を開側していく。ステップ５９でボー
カル信号は休止の解除でないと判定されればステップ６
１に進み、マイク信号は休止か否かを判定する。マイク
信号が休止であればＴ１を１だけ増加させ、次のサンプ
リング時点での判定まで記憶しておく。マイク信号が休
止でないと判定されればステップ６３に進み、マイク信
号の休止の解除か否かを判定し、休止の解除であればス
テップ６４に進みＴ１と一定値Ｎ５と比較しＴ１が大き
ければ、ステップ６６に進み減点率α１を設定する。す
なわちユーザーの唄い出しがボーカル信号より一定割以
上遅れた場合、減点率α１を設定する。つづいてステッ
プ６６で減点率ａ１と比較して更に小さければステップ
６７でσ１をα□□。におきかえる。

ステップ５９〜６４は休止解除の遅れ検出手段の機能を
、ステップ６５は減点率α１の記憶手段を実現している
。

第９図と第１３図を用いて、ボーカル信号の息つぎが有
ったところで、ユーザーが息っぎをしてない回数が一定
割合以上あったとき減点率α３を設定する方法を説明し
よう。第１３図のｔ１８〜ｔ１９についてである。ステ
ップ６８でボーカル信号が休止状態か否かを判定する。

ボーカル信号は休止の状態と判定されればステップ６９
に進み、ボーカル信号は休止の開始か否かを判定し、休
止の開始であればステップ７０に進み、マイク信号は休
止の状態か否かを判定し、休止の状態でなければステッ
プ７１でフラッグ１をたてる。次のサンプリング周期に
おいて、ステップ６８でボーカル信号が休止の状態でな
いと判定されればステップ８１に進み、ボーカル信号は
休止の解除か否がを判定する。休止の解除であればステ
ップ７２に進みフラッグ１が有るか否かを判定する。フ
ラグ１があれば、ステップ７３に進み、マイク信号が休
止か否かを判定する。マイク信号が休止でないと判定さ
れればボーカル信号の息つぎが有ったところでマイク信
号の息つぎが々いと判定した回数Ｎ６を１だけ増加させ
る（第１３図ｔ１９）。つまり第１３図においてｔ　の
時点でフラグ１をだてｔ１９の時点８ でＮ６を１だけ増加させる動作となる。ステップ６８〜
７３．８１は休止同時有無の検出手段の機能を、ステッ
プ７４は第５の計数記憶手段を実現する。

次にステップ３８により採点を開始する時点であるか否
かを判断する。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ッチ情報
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った
時点で採点開始としてもよい。才だ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っていなければステップ３８より、
ステップ２０へ、又はステップ２６へと進み、パルス信
号の時間幅の変化データであるＮ１１゜Ｎ１２１Ｎ１３
１Ｎ２１．Ｎ２２１Ｎ２３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った回数Ｎ４のデ
ータおよび減点率ａ１．ａ２　および息つぎの合わない
回数Ｎ６のデータの収集が行なわれる。

そして、採点開始の時点になればステップ３８からステ
ップ３９へと進み、得点の計算が行なわれる。ステップ
３っけ得点割算手段１アの機能を持ち、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Ｎ１
１１　Ｎ１２１Ｎ１３１Ｎ２１．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
除となった回数Ｎ４　をもとに行なわれ、最大１００点
満点色なるように計算する。その得点の計算式の１例と
して丑ず基本式を説明する。α、β、γを定数として、
得点Ｐを、 Ｐ−１Ｃツ×１（Ｎ２１＋Ｎ２２＋Ｎ２５）−（ａＩＮ
ｌ、−Ｎ２１１→βｌＮ１２−Ｎ２２］＋γｌ　Ｎ１３
−Ｎ２３　’　）　］／（Ｎ２１　＋Ｎ２２　＋Ｎ２３
　Ｃ・・・・・・・・・・・０式 というように定義する。

上記の計算式０式による得点は、Ｎ１１−Ｎ２１゜Ｎ１
２−Ｎ２２．Ｎ４３−Ｎ２３となった時に満点である１
００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った場合であり、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った場合に
満点となるということである。

一方、上記０式の割算式で、Ｎ１１−ｏ、Ｎｌ２−０２
Ｎ１３−Ｏの場合に得点が０点となるように定数ａ。

β、γは決定しておく。これはユーザーが全く唄わなか
った時に得点が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０式と同様にα。

β、γを定数とし、Ｋ１．に２　も定数α□、。を減点
率として、得点Ｐを、 Ｐ−〔Ｋ１×１（Ｎ２１＋Ｎ２２＋Ｎ２５）〜（ａｌＮ
ｌ、−Ｎ２１１＋β１Ｎ１２−Ｎ２２１→−γ’Ｎ１ｓ
−Ｎ２３１　）　ｉ／も＋ｐ％十Ｎ２Ｂ）→■（２×Ｎ
−３〕α□、。

・・・　・・・■式 というように定義する。

上記■式の第１項は前記０式の１００という数字かに１
という定数に置き代ったものであるので、説明は省略す
る。■式の第２項であるに２×ＮＶＮ３の意味を説明す
れば、Ｎ３はボーカル信号が休止となった回数であり、
Ｎ４はボーカル信号が休止の解除となった時に一ユーザ
ーの唄った音声信号がほぼ同じ時点で休止解除となった
回数を示している。

もっと具体的にいえば、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っていない個所の
回数であり、Ｎ４はボーカル信号の歌手が息つぎなどで
唄っていない状態から、唄い始めた時にユーザーもほぼ
同時に唄っていない状態から唄い始めだ回数を示してお
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った音声信号とでほぼ同時とな
っ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
定数に２　をかけて上記■式の第１項と加えた状態で１
００点が満点となるように定数ａ、β、γ。

Ｋ１．に２を設定すれば、前記０式の計算式と比べ、ズ
ム感、テンポの合い方を考慮に入れであるのでより正確
な得点の算出が行なれることとなる。

得点計算を化１０図のフローチャートに沿って説り」し
よう。

ステップ了６ではボーカル信号が息つきしたときマイク
信号が息つきをしなかった回数Ｎ６　とボーカル信号の
息つき回数Ｎ３　との比が一定値Ａより太きいときステ
ップ７６に進み、減点率ａ３　を設定し、ステップ７７
で今捷での減点率ａｍｉｎと比較して、α３がより小さ
ければα３をａｍよ。におきかえ、ステップ７９に進み
、計算式０式に基いて得点計算する。

ここでＮ２１　＋Ｎ２２＋Ｎ２３　””　ＮＯＴα１Ｎ
１１”２１１＋βｌ　Ｎ１２−Ｎ２２１＋γｌ　Ｎ１３
−Ｎ２３１　＝Ｘとする。

つ丑りユーザーの唄う信号の、ボーカル信号からの遅れ
、ボーカル信号があるときユーザーが唄わなかった場合
、ボーアカル信号が息っぎをしている時、全く息つぎを
しなかった場合に、それぞれ減点率を割りつけ、その内
置も厳しい減点率を採用して得点計算を行なうため、ユ
ーザーは、ボーカル信号に対してより正確に唄わないと
高得点が得られない。従って正確な得点の算出が行なえ
る。

このようにステップ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を得点
として算出することが分る。得点の計算の後にステップ
４ｏによリ、得点を得点表示手段１９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１６号を取り上げた
が、これらは楽器演嬰信号や単なる正弦波信号や人の話
し声などとのような音声（ｉ号を用いてもよい。又、曲
の終りの減点率の適用をなくしたがより厳しくする場合
は曲の終りの減点率の適用をしてもよい。

又、本実施例では音声信号をパルス信号に変換するだめ
に低域通過形アクディブフブ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−ディジタル変換器が直接ディジタル値のパル
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
マイクロコンピュータにより実現したがこれらを従来の
汎用ロジッ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か、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ｔｔ　Ｈ３１の場合の時間幅を第６図（Ｃ）におい
て、ｔ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
るようにしているか、例えば、第６図（Ｃ）においてｔ
ｌから１２の時間幅の次はｔ　からｔ６の時間幅という
ように１つずつ、Ａ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Ｉｔ　
Ｂ（ＩＴ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ぜ
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
つの召階変化検出手段と、その出力を計数記憶する２つ
の割数記憶手段と、２つの引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、かつ、ボーカル信号より遅れた
り、ユーザーが一部唄わなかったり、息つぎをしなかっ
たシした時減点率をかけることにより、より正確に２つ
の音声信号の合致度をＫＮ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
にとって練習の目標というものが明確となり、例えば、
「この曲を唄って８０点以上出る寸で練習するんだ」と
いうように練習意欲も向上し、唄っ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」
二の音声多重トラックの説明図、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１カラオケ装置」のブロック図、第３図は本発明
の一実施例の要部ブロック図、第４図は本実施例の具体
的構成を示すブロック図、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６図は第１の
波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
、１゜・・・・・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・・・・・・休止解除率α２の記
憶手段、４６・・・・・・第２の休止時間検出手段、４
７・・・・・・減点率ａ２の解除手段、４８・・・・休
止同時有無の検出手段、４９・・・・・・第５の計数記
憶手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第７
図 第　１１　図 第　１２図 第　１３図

Claims (1)

1. 【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の割数記憶手段と、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
   と検知された時点で、前記第１の休止検出手段の出力情
   報をみることにより前記第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、前記休止同時解除検出手段の出力によシ前記第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
   とほぼ同時であっ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、変らないと検出した回数
   の３情報と前記第２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
   手段によシ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った回数との
   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し算、瓜結
   果に合致度合に応じた減点率を乗算して最終得点をめる
   ようになした得点割算手段とを備えたことを特徴とする
   採点装置。 （２）第１の音声信号の休止解除が第２の音声信号の休
   止解除より一定時間以上遅れたとき、減点率α１　を設
   定するようになしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の採点装置。 （３）第２の音声信号が休止の状態でない時、第１の音
   声信号の休止時間幅が一定時間以上あった場合、減点率
   α２を設定するようになしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項Ｉ記載の採点装置。 （４）第２の音声信号が休止の状態でない時、第１の音
   声信号の休止時間幅が一定時間以上あった場合減点率ａ
   ２を設定し、つづいて第２の音声信号が休止の状態にな
   シ一定時間以上体止解除がない時、上記の減点率α２の
   設定を解除するようになしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項詰載の採点装置。 （６）第２の音声信号の休止時に第１の音声信号が休止
   をしていない回数と、第２の休止検出手段に、より休止
   が検出された回数との割合が一定値以上のとき減点率ａ
   ３を設定するようになしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の採点装置。 （６）減点率α１．α２．α３の内最小の値を採用して
   得点計算を行なわすことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の採点装置。