採点装置，プログラム
【課題】採点装置において、採点結果に対するユーザの納得感を向上させる。
【解決手段】時間進行に沿って連続する単位区間毎、かつ音階固有音高毎に細分化された点数の分布からなる採点基準データを予め用意する。ただし、その採点基準データにおける点数の分布は、音楽理論上、正しいとされる音高をユーザが歌唱した場合に高い点数となるように決定されたものであり、主旋律音高、和音音高、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値とされている。そして、採点処理では、基本周波数ｆ０を演奏経過時間と対応付けて検出し（Ｓ１４０）、その検出した基本周波数ｆ０を採点基準データに照合して、単位区間における採点値を導出する（Ｓ１５０）。さらに、採点値の平均をカラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果として、表示部に表示させる（Ｓ１８０）。
【解決手段】時間進行に沿って連続する単位区間毎、かつ音階固有音高毎に細分化された点数の分布からなる採点基準データを予め用意する。ただし、その採点基準データにおける点数の分布は、音楽理論上、正しいとされる音高をユーザが歌唱した場合に高い点数となるように決定されたものであり、主旋律音高、和音音高、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値とされている。そして、採点処理では、基本周波数ｆ０を演奏経過時間と対応付けて検出し（Ｓ１４０）、その検出した基本周波数ｆ０を採点基準データに照合して、単位区間における採点値を導出する（Ｓ１５０）。さらに、採点値の平均をカラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果として、表示部に表示させる（Ｓ１８０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演奏された楽曲に対する歌唱の上手さを採点する採点装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各楽曲の旋律を構成する構成音それぞれの音高及び音長を表す楽曲データに従って、楽曲を演奏すると共に、その演奏された楽曲（即ち、伴奏音楽）に合わせて、ユーザが歌唱を楽しむためのカラオケ装置が知られている。この種のカラオケ装置の中には、演奏された楽曲に対して、ユーザが歌唱した歌唱の上手さを採点する採点装置を備えたものがある。
【０００３】
その採点装置では、単位区間における歌唱音声の音高（以下、歌唱音高と称す）と、基準旋律を形成する構成音の音高（以下、基準音高と称す）とを順次照合し、一致度合いが高いほど大きな点数を導出すると共に、その導出された点数を集計した結果を採点結果として出力することがなされている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９０９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献１に記載された採点装置では、歌唱音高と基準音高とを照合して採点しているため、基準旋律（即ち、基準音高）に沿って歌唱されていなければ、低い点数の採点結果となる。
【０００６】
例えば、ジャズ等に用いられる技巧により、基準旋律から音高をわざとずらしてユーザが歌唱する場合や、基準旋律に対する和音の音高をユーザが歌唱する場合などには、ユーザが明らかに高い歌唱力を有しているにも拘わらず、採点結果が低い点数となり、ユーザの歌唱力が正しく反映された採点結果とはならない。
【０００７】
この結果、特許文献１に記載された採点装置では、採点結果に対してユーザが不満を抱く可能性があり、特許文献１に記載された採点装置を用いたカラオケ装置では、ユーザがカラオケを十分に楽しむことができない可能性があった。
【０００８】
つまり、特許文献１に記載の採点装置では、１つの採点基準のみを用いて、歌唱を採点しているため、ユーザが納得できる採点結果となる可能性が低いという問題があった。
そこで、本発明は、採点装置において、採点結果に対するユーザの納得感を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明は、楽曲を演奏する楽曲演奏装置と共に用いられ、その楽曲演奏装置にて演奏された楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果を出力する採点装置に関するものである。
【００１０】
その本発明の採点装置では、歌唱音高特定手段が、楽曲の演奏中に入力された音声を時間進行に沿って周波数解析した結果に従って、音声の音高を歌唱音高として順次特定する。
【００１１】
そして、区間点数導出手段が、楽曲の演奏における時間進行に沿って連続するように規定された単位区間毎に、かつ音階を構成する音それぞれの音高である音階固有音高それぞれについて配点が決められた採点基準データに、歌唱音高特定手段で特定された歌唱音高を順次照合し、歌唱音高が遷移した各単位区間での音階固有音高それぞれに対応する配点に基づいて、単位区間それぞれでの点数である区間点数を導出する。これと共に、採点結果出力手段が、区間点数導出手段で導出した区間点数を集計した集計値に対する演算結果を採点結果として出力する。
【００１２】
つまり、本発明の採点装置では、楽曲に対する歌唱の上手さを採点するに際して、時間進行に沿って連続する単位区間毎、かつ音階固有音高毎に細分化された配点からなる採点基準データを用いている。
【００１３】
したがって、このような採点基準データでは、単位区間と音階固有音高との組合せ分だけ、採点基準のバリエーションを増加させることができる。そして、本発明の採点装置によれば、この採点基準データを用いて採点することで、歌唱音高の部分的な変化や、歌唱のより細かな技巧に対応した点数を導出することができる。
【００１４】
これらの結果、本発明の採点装置によれば、採点結果に対するユーザの納得感を向上させることができる。
なお、ここで言う楽曲演奏装置とは、楽曲毎に予め用意された楽曲データに従って、楽曲を演奏する装置（例えば、カラオケ装置）を含むものである。そして、楽曲データは、楽曲演奏装置が楽曲を演奏可能なものであれば、どのような形式であっても良いが、例えば、各楽曲を構成する構成音それぞれの音高及び音長を表すものが望ましい。
【００１５】
そして、本発明の採点装置において、採点基準データは、請求項２に記載のように、音階固有音高のうち、楽曲の主旋律を構成する音高（以下、主旋律音高とする）、楽曲のコード進行にてコードに相当する音高（以下、和音音高とする）、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値となるように配点が決定されていることが望ましい。
【００１６】
このように形成された採点基準データが、音階固有音高それぞれを行とし、単位区間それぞれの区間長中心または始終端のいずれかを列としたマトリックスを形成する格子点毎に配点が決められたものである場合、本発明における区間点数導出手段は、請求項３に記載のように、歌唱音高から、最近傍に位置する格子点である最近傍格子点に決められた付与配点に基づいて、区間点数を導出するように構成されていても良い。
【００１７】
そして、請求項３に記載された区間点数導出手段は、請求項４に記載のように歌唱音高から最近傍格子点までの距離が短いほど、大きな値となる重みを付与配点に乗じた値を区間点数として導出するように構成されていることが望ましい。
【００１８】
このように構成された本発明の採点装置によれば、歌唱音高と音階固有音高との音高差が短２度（即ち、半音）未満であっても、その音高差に応じて補正した区間点数を導出することができ、歌唱の上手さをより正確に採点することができる。
【００１９】
なお、本発明は、楽曲を演奏する楽曲演奏装置と共に用いられるコンピュータに実行されるプログラムであっても良い。
ただし、本発明のプログラムは、請求項５に記載のように、楽曲の演奏中に入力された音声を時間進行に沿って周波数解析した結果に従って、歌唱音高を順次特定する歌唱音高特定手順と、その特定された歌唱音高を採点基準データに順次照合して、採点基準データ上にて歌唱音高が遷移した各単位区間での音階固有音高それぞれに対応する配点に基づいて、区間点数を導出する区間点数導出手順と、その導出された区間点数を集計した集計値に対する演算結果を採点結果として出力する採点結果出力手順とを有している必要がある。
【００２０】
つまり、本発明のプログラムは、請求項１に記載の採点装置を構成する各手段を、コンピュータに実現させるためになされたものである。
このようなプログラムであれば、例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードさせて起動することや、必要に応じて通信回線を介してコンピュータに取得させて起動することにより用いることができる。そして、コンピュータに各手順を実行させることで、請求項１に記載された採点装置として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明が適用されたカラオケシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】採点処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】採点基準データの概略構成を示した説明図である。
【図４】採点基準データの詳細を示した説明図である。
【図５】採点値の決定方法を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
まず、図１は、カラオケ用に予め加工された楽曲（以下、カラオケ楽曲とする）の演奏に応じてユーザが歌唱するためのカラオケシステムの概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
〈カラオケシステム全体の構成〉
図１に示すように、カラオケシステム１は、ユーザによって指定されたカラオケ楽曲の再生を行うカラオケ装置２０と、カラオケ楽曲の再生に必要なデータである楽曲データをカラオケ装置２０に配信するサーバ３０とを備え、それらカラオケ装置２０とサーバ３０とはネットワーク（例えば、専用回線や、ＷＡＮ等）を介して接続されている。つまり、カラオケシステム１は、いわゆる通信カラオケシステムとして構成されたものである。
【００２４】
このうち、サーバ３０は、カラオケ楽曲の演奏に必要な処理プログラム（以下、カラオケ処理プログラムと称す）及び楽曲データを格納する記憶装置（図示せず）と、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵを少なくとも有した周知のマイクロコンピュータ（図示せず）とを備えた情報処理装置を中心に構成された周知のカラオケサービス用サーバ装置である。
【００２５】
つまり、サーバ３０は、カラオケ装置２０から送信された情報（例えば、カラオケ採点の結果等）を一元管理すると共に、カラオケ装置２０からの要求に対して楽曲データやカラオケ処理プログラムを送信するように構成されている。
【００２６】
〈カラオケ装置について〉
次に、カラオケ装置２０の構成について説明する。
このカラオケ装置２０は、サーバ３０との間でデータ通信を実行するための通信部２２と、通信部２２を介してサーバ３０から取得したカラオケ処理プログラム及び楽曲データを記憶する記憶部２１と、各種画像を表示するための表示部２３と、ユーザからの指示を受け付ける操作受付部２４とを備えている。さらに、カラオケ装置２０は、音声を入力するためのマイクロホン２６と、マイクロホン２６を介した音声の入力を制御する音声入力部２５と、音声を出力するためのスピーカ２７と、スピーカ２７からの音声出力を制御する音声出力部２９と、カラオケ装置２０を構成する各部２１，２２，２３，２４，２５，２９を制御する制御部２８とを備えている。
【００２７】
このうち、通信部２２は、カラオケ装置２０をネットワーク（例えば、専用回線や、ＷＡＮ）に接続して外部と通信を行うための通信インタフェースであり、サーバ３０に各種データを出力すると共に、サーバ３０から各種データや処理プログラムを取得する。
【００２８】
そして、表示部２３は、例えば、液晶ディスプレイ等から構成された表示装置であり、操作受付部２４は、例えば、複数のキースイッチ等から構成された入力装置や、周知のリモコンを介して入力された指令を受け付ける受信装置などからなる。
【００２９】
また、音声入力部２５は、マイクロホン２６を介して入力された音声（アナログ信号）をサンプリングし、そのサンプリング値（標本値）を制御部２８に入力するＡＤ変換器として構成されている。なお、以下では、音声入力部２５にてサンプリング値へと変換された音声を音声データと称す。
【００３０】
そして、音声出力部２９は、制御部２８からの制御指令に基づいて、楽曲データに従ってカラオケ楽曲を再生演奏すると共に、そのカラオケ楽曲の再生演奏音に、マイクロホン２６から入力されたユーザの歌声などをミキシングしてスピーカ２７から出力させるように構成されている。
【００３１】
さらに、記憶部２１は、電源が切断されても記憶内容を保持すると共に記憶内容を読み書き可能に構成された記憶装置（例えば、ハードディスクドライブ）である。その記憶部２１は、カラオケ処理プログラムを格納するプログラム格納領域と、楽曲データを記憶する楽曲データ格納領域とを少なくとも備えている。
【００３２】
次に、制御部２８は、電源が切断されても記憶内容を保持する必要のあるプログラムやデータを格納するＲＯＭ２８ａと、プログラムやデータを一時的に格納するＲＡＭ２８ｂと、ＲＯＭ２８ａやＲＡＭ２８ｂに記憶されたプログラムやデータに従って、カラオケ装置２０を構成する各部２１，２２，２３，２４，２５，２９に対する制御及び各種演算を実行するＣＰＵ２８ｃとを少なくとも有した周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３３】
なお、ＲＡＭ２８ｂには、記憶部２１からのカラオケ処理プログラムが記憶され、ＣＰＵ２８ｃは、ＲＡＭ２８ｂに記憶したカラオケ処理プログラムに従って各処理を実行する。
【００３４】
そのカラオケ処理プログラムとして、操作受付部２４を介して指定されたカラオケ楽曲を演奏（即ち、再生、以下、再生演奏と称す）すると共に、表示部２３に歌詞を表示する周知のカラオケ演奏処理を実行するためのカラオケ演奏処理プログラムがある。また、カラオケ処理プログラムとして、カラオケ楽曲の再生演奏中に入力された音声データに従って、その再生演奏中のカラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点する採点処理を実行するための採点処理プログラムがある。
【００３５】
ところで、楽曲データは、例えば、ＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）フォーマットにて記述された周知のカラオケ再生用データであり、カラオケ楽曲それぞれについて予め用意されている。
【００３６】
その楽曲データは、カラオケ楽曲を識別するためのデータである楽曲情報と、そのカラオケ楽曲１曲を再生演奏するために要する時間を示す時間情報とを有している。さらに、楽曲データは、そのカラオケ楽曲についてユーザが歌唱することが望ましい旋律に関するデータであるガイドメロディと、そのカラオケ楽曲の歌詞に関するデータである歌詞情報と、制御部２８が採点処理を実行する際に参照する採点基準データとを有している。
【００３７】
そして、楽曲情報には、カラオケ楽曲を特定するための曲番号データと、曲名を示す曲名データとが少なくとも含まれている。
また、ガイドメロディは、カラオケ楽曲の主旋律（以下、基準旋律と称す）を形成する各構成音について、それぞれの音高及び音長が表されたものである。具体的に、本実施形態における構成音の音長は、楽音出力開始時間及び楽音出力終了時間によって表されている。ただし、ここで言う楽音出力開始時間とは、その構成音の出力を開始するまでのカラオケ楽曲の演奏開始からの時間であり、楽音出力終了時間とは、その構成音の出力を終了するまでのカラオケ楽曲の演奏開始からの時間である。
【００３８】
〈採点基準データについて〉
次に、採点基準データについて説明する。
ここで、図３は、採点基準データの概略構成を示した説明図であり、図４は、採点基準データの一部を模式的に示した図面である。
【００３９】
図３に示すように、採点基準データは、カラオケ楽曲の再生演奏における時間進行に沿って連続するように規定された単位区間毎、かつ１オクターブの音階を構成する各音の音高（以下、音階固有音高と称す）それぞれについて、予め点数が決められたものである。
【００４０】
なお、本実施形態において、単位区間は、予め規定された区間長（例えば、対応するカラオケ楽曲における１６分音符の時間長）を有したものであり、カラオケ楽曲の全演奏時間に渡って規定されている。また、音階固有音高は、全音階を１２等分した半音毎の音高（即ち、周波数）であり、いわゆるＣ（ド），Ｃ＃，Ｄ（レ），Ｄ＃，Ｅ（ミ），Ｆ（ファ），Ｆ＃，Ｇ（ソ），Ｇ＃，Ａ（ラ），Ａ＃，Ｂ（シ）である。
【００４１】
つまり、この採点基準データは、図４に示すように、音階固有音高それぞれを行とし、単位区間それぞれの区間長の中心を列としたマトリックス状（即ち、格子状）に形成されたものである。そして、各格子内の領域中心、即ち、格子の交点（本発明の格子点に相当）それぞれに対して点数が決められている。ただし、採点基準データの列（即ち、単位区間の区間長の中心）それぞれは、カラオケ楽曲の演奏開始からの経過時間と対応付けられている。
【００４２】
また、領域中心毎に定められる点数は、音楽理論に基づいて決定され、しかも基準旋律に対して正しい音高をユーザが歌唱した場合に、高い点数となるようになされている。具体的には、最大値を１００点とし、基準旋律を形成する音高（以下、主旋律音高と称す）、その主旋律音高に対する和音（即ち、コード）に相当する音高（以下、和音音高）、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値となるように点数が決定されている。
【００４３】
以上説明したように、カラオケ装置２０では、カラオケ演奏処理プログラムを制御部２８が実行することで、ユーザによって指定されたカラオケ楽曲を再生演奏する共に、そのカラオケ楽曲の歌詞を再生演奏の時間進行に沿って表示部２３に表示する。
【００４４】
このとき、再生演奏されているカラオケ楽曲に応じてユーザが歌唱すると、カラオケ装置２０では、カラオケ楽曲の再生演奏中に入力された歌唱音声を、そのカラオケ楽曲の再生音にミキシングしてスピーカ２７から出力する。以下、ユーザに指定され、カラオケ装置２０にて再生中であるカラオケ楽曲を該当カラオケ楽曲と称す。
【００４５】
〈採点処理について〉
次に、制御部２８（より正確にはＣＰＵ２８ｃ）が実行する採点処理について説明する。
【００４６】
ここで、図２は、採点処理の処理手順を示したフローチャートである。
この採点処理は、カラオケ装置２０を利用しているユーザによって起動指令が入力された上で、カラオケ演奏処理が実行されると起動されるものである。
【００４７】
そして、図２に示すように、採点処理は、起動されると、まず、Ｓ１１０にて該当カラオケ楽曲についての採点基準データを記憶部２１から取得する。
続いて、Ｓ１２０では、音声入力部２５から入力された音声データの信号レベルが予め設定された設定レベル以上であるか否かを判定する。そして、判定の結果、音声データの信号レベルが設定レベル未満、即ち、設定レベル以上の音声が入力されていなければ、設定レベル以上の音声が入力されるまで待機し、設定レベル以上の音声が入力されると、Ｓ１３０へと進む。
【００４８】
そのＳ１３０では、音声入力部２５から入力された音声データを周波数解析する。なお、本実施形態では、予め規定されたサンプリング数の標本値からなる音声データを、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）することで周波数解析を実行する。これにより、サンプリング数に対応する時間長を有した単位期間内での音声の周波数スペクトル（即ち、周波数成分の分布）が導出される。
【００４９】
さらに、Ｓ１４０では、周知の手法を用いて、Ｓ１３０での周波数解析の結果（周波数スペクトル）から、本発明の歌唱音高に相当する基本周波数ｆ０を検出する。ただし、このＳ１４０では、基本周波数ｆ０を、該当カラオケ楽曲の演奏が開始されてからの経過時間（以下、演奏経過時間と称す）と対応付けて検出する。
【００５０】
なお、この基本周波数ｆ０を導出する手法としては、櫛型形状で表される調波構造モデルを予め用意し、周波数解析の結果（周波数スペクトル）に調波構造モデルを照合するものがある。
【００５１】
続いて、Ｓ１５０では、Ｓ１４０で導出した基本周波数ｆ０を、Ｓ１１０にて取得した採点基準データに照合し、その照合結果に従って単位区間における採点値（本発明の区間点数に相当）を導出する。
【００５２】
具体的には、まず、Ｓ１４０にて検出された基本周波数ｆ０と、その基本周波数ｆ０に対応付けられた演奏経過時間とから特定される採点基準データ上での位置（以下、特定位置と称す）を検出する。そして、採点基準データ上において、検出した特定位置から、その特定位置に隣接して存在する４つの領域中心（即ち、点数が定められた格子点）それぞれまでの距離を導出する。
【００５３】
さらに、それらの導出された距離が最小となる領域中心を最近傍格子として検出する。このように検出した最近傍格子に定められた点数に、特定位置から最近傍格子までの距離が短いほど大きな値となる重みを乗じた値を採点値として導出する。
【００５４】
ここで、図５は、最近傍格子を導出する手法を例示した説明図である。
この図５に示す例では、Ｓ１４０での検出結果として、演奏経過時間ｔ１，ｔ２、及び音階固有音高Ｅ，Ｆから特定される領域（以下、第１領域とする）内に、特定位置Ｐtnが検出されたものとする。さらに、この例では、演奏経過時間の進行に伴って、演奏経過時間ｔ２，ｔ３、及び音階固有音高Ｄ＃，Ｅから特定される領域（以下、第２領域とする）内に、特定位置Ｐtn+1が検出されたものとする。
【００５５】
この場合、検出された特定位置Ｐtnから、第１領域を形成する４つの領域中心Ｍt1,F、Ｍt2,F、Ｍt2,E、Ｍt1,Eそれぞれまでの距離Ｌtn,1、Ｌtn,2、Ｌtn,3、Ｌtn,4を導出する（ただし、Ｌtn,1＜Ｌtn,2＜Ｌtn,4＜Ｌtn,3）。そして、それらの導出された距離Ｌが最小である領域中心Ｍt1,Fを最近傍格子として検出する。
【００５６】
さらに、次のサイクルにてＳ１５０に進むと、検出された特定位置Ｐtn+1から、第２領域を形成する４つの領域中心Ｍt2,E、Ｍt3,E、Ｍt3,D#、Ｍt2,D#それぞれまでの距離Ｌtn+1,1、Ｌtn+1,2、Ｌtn+1,3、Ｌtn+1,4を導出する（ただし、Ｌtn+1,4＜Ｌtn+1,1＜Ｌtn+1,3＜Ｌtn+1,2）。そして、それらの導出された距離Ｌが最小である領域中心Ｍt2,D#を最近傍格子として検出する。
【００５７】
ここで、図２へと戻り、Ｓ１６０では、今サイクルのＳ１５０にて導出された採点値を、前サイクルまでに導出された採点値の和に加算する。これにより、該当カラオケ楽曲についての再生演奏の時間進行に沿って導出された採点値それぞれが集計される。
【００５８】
続いて、Ｓ１７０では、採点処理を終了させるための終了指令が入力されたか否かを判定する。その判定の結果、終了指令が入力されていなければ、Ｓ１１０へと戻り、終了指令が入力されるまで、Ｓ１１０からＳ１７０を繰り返し実行する。
【００５９】
なお、本実施形態における終了指令とは、該当カラオケ楽曲の再生演奏を中止するために、入力装置やリモコンを介してユーザが入力する指令でも良いし、該当カラオケ楽曲についての再生演奏が終了した際に制御部２８内で生成される指令（フラグ）でも良い。
【００６０】
一方、Ｓ１７０での判定の結果、終了指令が入力されると、Ｓ１８０に進む。
そのＳ１８０では、Ｓ１６０にて集計された採点値を、単位区間の総数で除することで採点値の平均を導出し、その平均値をカラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果として、表示部２３に表示させる。
【００６１】
そして、その後、本採点処理を終了する。
つまり、本実施形態の採点処理では、カラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点するに際して、時間進行に沿って連続する単位区間毎、かつ音階固有音高毎に細分化された点数の分布からなる採点基準データを用いている。その採点基準データにおける点数の分布は、音楽理論上、正しいとされる音高をユーザが歌唱した場合に高い点数となるように決定されており、本実施形態では、主旋律音高、和音音高、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値とされている。
【００６２】
したがって、採点処理を実行することで、カラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点する場合、演奏経過時間の進行に沿って、主旋律音高や和音音高の間で歌唱音高を切り替えながら、ユーザが歌唱したとしても、音楽理論上、正しいとされる音高に対して歌唱がなされていれば、高得点となる。
［実施形態の効果］
このため、本実施形態のカラオケ装置２０によれば、採点結果に対するユーザの納得感を向上させることができる。
【００６３】
また、カラオケ装置２０では、特定位置から最近傍格子を検出し、その検出した最近傍格子に定められた点数に、特定位置から最近傍格子までの距離が短いほど大きな値となる重みを乗じた値を採点値として導出している。
【００６４】
このため、カラオケ装置によれば、歌唱音高と音階固有音高との音高差が短２度（即ち、半音）未満であっても、その音高差に応じて補正した区間点数を導出することができ、歌唱の上手さをより正確に採点することができる。
【００６５】
なお、カラオケ装置２０によれば、単位区間と音階固有音高との組合せ分だけ、採点基準のバリエーションを増加させることができ、この採点基準データを用いて採点することで、歌唱音高の部分的な変化や、歌唱のより細かな技巧に対応した点数を導出することができる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００６６】
例えば、上記実施形態におけるカラオケ装置２０は、通信カラオケシステムを構成する一部の装置として形成されていたが、これに限るものではなく、カラオケ装置単体として形成されたものでも良いし、いわゆるパーソナルコンピュータにカラオケ処理プログラムを実行させることで実現されるものでも良い。
【００６７】
特に、後者の場合、本発明の楽曲演奏装置は、カラオケ装置２０によって実現される必要がなく、例えば、ＣＤプレーヤや、ＤＶＤプレーヤ、情報記憶装置に記憶された音楽データを再生するデジタル音楽プレーヤなどのオーディオ装置によって実現されていても良い。つまり、コンピュータ（例えば、いわゆるパーソナルコンピュータ）に処理プログラムを実行させることで実現した採点装置により、オーディオ装置にて再生した楽曲に対する歌唱の上手さを採点するようにしても良い。
【００６８】
また、上記実施形態において、採点基準データの各格子に決められた点数は、主旋律音高、和音音高、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値となるようにされていたが、点数を決定する方法は、これに限るものではない。例えば、ジャズ等に用いられる技巧により、基準旋律からずれた音高にて歌唱した場合ほど高い点数となるように決められていても良いし、和音音高を主旋律音高と同じ点数としても良い。すなわち、音楽理論上、正しいとされる音高をユーザが歌唱した場合には、高い点数が付与されるように決められたものであれば、どのようなものでも良い。
【００６９】
このような方法にて点数を定めれば、採点基準データのバリエーションを増加させることができ、これらの採点基準データを用いて採点することで、採点結果に対するユーザの満足感を向上させることができ、ひいては、カラオケに対するユーザの満足感を向上させることができる。
【００７０】
さらに、上記実施形態における採点基準データでは、格子を形成する列を、単位区間の区間長中心としていたが、格子を形成する列は、これに限るものではなく、例えば、単位区間それぞれの始端または終端のいずれかでも良いし、また単位区間ではなく、任意の楽曲開始からの経過時間で指定してもよい。
【００７１】
また、上記実施形態の採点処理では、Ｓ１５０において、最近傍格子に定められた点数に、特定位置から最近傍格子までの距離が短いほど大きな重みを乗じた値を採点値として導出していたが、重みを乗じなくても良い。すなわち、最近傍格子に定められた点数そのものを採点値としても良い。
【００７２】
ところで、上記実施形態の採点処理では、Ｓ１９０において、採点結果として、採点値の平均を導出していたが、採点結果の導出方法は、これに限るものではなく、例えば、Ｓ１７０にて集計した結果そのものを採点結果としても良い。
【００７３】
なお、上記実施形態では、楽曲データを、ＭＩＤＩフォーマットにて記述された周知のカラオケ再生用データとしたが、楽曲データは、ＭＩＤＩフォーマットにて記述されたものに限らない。すなわち、周知のカラオケ再生用データであれば、どのようなものでも良い。
［実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
最後に、上記実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。
【００７４】
上記実施形態の採点処理におけるＳ１４０を実行することで得られる機能が、本発明の歌唱音高特定手段に相当し、採点処理のＳ１５０を実行することで得られる機能が、本発明の区間点数導出手段に相当する。
【００７５】
さらに、上記実施形態の採点処理におけるＳ１６０，Ｓ１８０を実行することで得られる機能が、本発明の採点結果出力手段に相当する。
【符号の説明】
【００７６】
１…カラオケシステム ２０…カラオケ装置 ２１…記憶部 ２２…通信部 ２３…表示部 ２４…操作受付部 ２５…音声入力部 ２６…マイクロホン ２７…スピーカ ２８…制御部 ２９…音声出力部 ３０…サーバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演奏された楽曲に対する歌唱の上手さを採点する採点装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各楽曲の旋律を構成する構成音それぞれの音高及び音長を表す楽曲データに従って、楽曲を演奏すると共に、その演奏された楽曲（即ち、伴奏音楽）に合わせて、ユーザが歌唱を楽しむためのカラオケ装置が知られている。この種のカラオケ装置の中には、演奏された楽曲に対して、ユーザが歌唱した歌唱の上手さを採点する採点装置を備えたものがある。
【０００３】
その採点装置では、単位区間における歌唱音声の音高（以下、歌唱音高と称す）と、基準旋律を形成する構成音の音高（以下、基準音高と称す）とを順次照合し、一致度合いが高いほど大きな点数を導出すると共に、その導出された点数を集計した結果を採点結果として出力することがなされている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９０９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献１に記載された採点装置では、歌唱音高と基準音高とを照合して採点しているため、基準旋律（即ち、基準音高）に沿って歌唱されていなければ、低い点数の採点結果となる。
【０００６】
例えば、ジャズ等に用いられる技巧により、基準旋律から音高をわざとずらしてユーザが歌唱する場合や、基準旋律に対する和音の音高をユーザが歌唱する場合などには、ユーザが明らかに高い歌唱力を有しているにも拘わらず、採点結果が低い点数となり、ユーザの歌唱力が正しく反映された採点結果とはならない。
【０００７】
この結果、特許文献１に記載された採点装置では、採点結果に対してユーザが不満を抱く可能性があり、特許文献１に記載された採点装置を用いたカラオケ装置では、ユーザがカラオケを十分に楽しむことができない可能性があった。
【０００８】
つまり、特許文献１に記載の採点装置では、１つの採点基準のみを用いて、歌唱を採点しているため、ユーザが納得できる採点結果となる可能性が低いという問題があった。
そこで、本発明は、採点装置において、採点結果に対するユーザの納得感を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明は、楽曲を演奏する楽曲演奏装置と共に用いられ、その楽曲演奏装置にて演奏された楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果を出力する採点装置に関するものである。
【００１０】
その本発明の採点装置では、歌唱音高特定手段が、楽曲の演奏中に入力された音声を時間進行に沿って周波数解析した結果に従って、音声の音高を歌唱音高として順次特定する。
【００１１】
そして、区間点数導出手段が、楽曲の演奏における時間進行に沿って連続するように規定された単位区間毎に、かつ音階を構成する音それぞれの音高である音階固有音高それぞれについて配点が決められた採点基準データに、歌唱音高特定手段で特定された歌唱音高を順次照合し、歌唱音高が遷移した各単位区間での音階固有音高それぞれに対応する配点に基づいて、単位区間それぞれでの点数である区間点数を導出する。これと共に、採点結果出力手段が、区間点数導出手段で導出した区間点数を集計した集計値に対する演算結果を採点結果として出力する。
【００１２】
つまり、本発明の採点装置では、楽曲に対する歌唱の上手さを採点するに際して、時間進行に沿って連続する単位区間毎、かつ音階固有音高毎に細分化された配点からなる採点基準データを用いている。
【００１３】
したがって、このような採点基準データでは、単位区間と音階固有音高との組合せ分だけ、採点基準のバリエーションを増加させることができる。そして、本発明の採点装置によれば、この採点基準データを用いて採点することで、歌唱音高の部分的な変化や、歌唱のより細かな技巧に対応した点数を導出することができる。
【００１４】
これらの結果、本発明の採点装置によれば、採点結果に対するユーザの納得感を向上させることができる。
なお、ここで言う楽曲演奏装置とは、楽曲毎に予め用意された楽曲データに従って、楽曲を演奏する装置（例えば、カラオケ装置）を含むものである。そして、楽曲データは、楽曲演奏装置が楽曲を演奏可能なものであれば、どのような形式であっても良いが、例えば、各楽曲を構成する構成音それぞれの音高及び音長を表すものが望ましい。
【００１５】
そして、本発明の採点装置において、採点基準データは、請求項２に記載のように、音階固有音高のうち、楽曲の主旋律を構成する音高（以下、主旋律音高とする）、楽曲のコード進行にてコードに相当する音高（以下、和音音高とする）、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値となるように配点が決定されていることが望ましい。
【００１６】
このように形成された採点基準データが、音階固有音高それぞれを行とし、単位区間それぞれの区間長中心または始終端のいずれかを列としたマトリックスを形成する格子点毎に配点が決められたものである場合、本発明における区間点数導出手段は、請求項３に記載のように、歌唱音高から、最近傍に位置する格子点である最近傍格子点に決められた付与配点に基づいて、区間点数を導出するように構成されていても良い。
【００１７】
そして、請求項３に記載された区間点数導出手段は、請求項４に記載のように歌唱音高から最近傍格子点までの距離が短いほど、大きな値となる重みを付与配点に乗じた値を区間点数として導出するように構成されていることが望ましい。
【００１８】
このように構成された本発明の採点装置によれば、歌唱音高と音階固有音高との音高差が短２度（即ち、半音）未満であっても、その音高差に応じて補正した区間点数を導出することができ、歌唱の上手さをより正確に採点することができる。
【００１９】
なお、本発明は、楽曲を演奏する楽曲演奏装置と共に用いられるコンピュータに実行されるプログラムであっても良い。
ただし、本発明のプログラムは、請求項５に記載のように、楽曲の演奏中に入力された音声を時間進行に沿って周波数解析した結果に従って、歌唱音高を順次特定する歌唱音高特定手順と、その特定された歌唱音高を採点基準データに順次照合して、採点基準データ上にて歌唱音高が遷移した各単位区間での音階固有音高それぞれに対応する配点に基づいて、区間点数を導出する区間点数導出手順と、その導出された区間点数を集計した集計値に対する演算結果を採点結果として出力する採点結果出力手順とを有している必要がある。
【００２０】
つまり、本発明のプログラムは、請求項１に記載の採点装置を構成する各手段を、コンピュータに実現させるためになされたものである。
このようなプログラムであれば、例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードさせて起動することや、必要に応じて通信回線を介してコンピュータに取得させて起動することにより用いることができる。そして、コンピュータに各手順を実行させることで、請求項１に記載された採点装置として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明が適用されたカラオケシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】採点処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】採点基準データの概略構成を示した説明図である。
【図４】採点基準データの詳細を示した説明図である。
【図５】採点値の決定方法を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
まず、図１は、カラオケ用に予め加工された楽曲（以下、カラオケ楽曲とする）の演奏に応じてユーザが歌唱するためのカラオケシステムの概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
〈カラオケシステム全体の構成〉
図１に示すように、カラオケシステム１は、ユーザによって指定されたカラオケ楽曲の再生を行うカラオケ装置２０と、カラオケ楽曲の再生に必要なデータである楽曲データをカラオケ装置２０に配信するサーバ３０とを備え、それらカラオケ装置２０とサーバ３０とはネットワーク（例えば、専用回線や、ＷＡＮ等）を介して接続されている。つまり、カラオケシステム１は、いわゆる通信カラオケシステムとして構成されたものである。
【００２４】
このうち、サーバ３０は、カラオケ楽曲の演奏に必要な処理プログラム（以下、カラオケ処理プログラムと称す）及び楽曲データを格納する記憶装置（図示せず）と、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵを少なくとも有した周知のマイクロコンピュータ（図示せず）とを備えた情報処理装置を中心に構成された周知のカラオケサービス用サーバ装置である。
【００２５】
つまり、サーバ３０は、カラオケ装置２０から送信された情報（例えば、カラオケ採点の結果等）を一元管理すると共に、カラオケ装置２０からの要求に対して楽曲データやカラオケ処理プログラムを送信するように構成されている。
【００２６】
〈カラオケ装置について〉
次に、カラオケ装置２０の構成について説明する。
このカラオケ装置２０は、サーバ３０との間でデータ通信を実行するための通信部２２と、通信部２２を介してサーバ３０から取得したカラオケ処理プログラム及び楽曲データを記憶する記憶部２１と、各種画像を表示するための表示部２３と、ユーザからの指示を受け付ける操作受付部２４とを備えている。さらに、カラオケ装置２０は、音声を入力するためのマイクロホン２６と、マイクロホン２６を介した音声の入力を制御する音声入力部２５と、音声を出力するためのスピーカ２７と、スピーカ２７からの音声出力を制御する音声出力部２９と、カラオケ装置２０を構成する各部２１，２２，２３，２４，２５，２９を制御する制御部２８とを備えている。
【００２７】
このうち、通信部２２は、カラオケ装置２０をネットワーク（例えば、専用回線や、ＷＡＮ）に接続して外部と通信を行うための通信インタフェースであり、サーバ３０に各種データを出力すると共に、サーバ３０から各種データや処理プログラムを取得する。
【００２８】
そして、表示部２３は、例えば、液晶ディスプレイ等から構成された表示装置であり、操作受付部２４は、例えば、複数のキースイッチ等から構成された入力装置や、周知のリモコンを介して入力された指令を受け付ける受信装置などからなる。
【００２９】
また、音声入力部２５は、マイクロホン２６を介して入力された音声（アナログ信号）をサンプリングし、そのサンプリング値（標本値）を制御部２８に入力するＡＤ変換器として構成されている。なお、以下では、音声入力部２５にてサンプリング値へと変換された音声を音声データと称す。
【００３０】
そして、音声出力部２９は、制御部２８からの制御指令に基づいて、楽曲データに従ってカラオケ楽曲を再生演奏すると共に、そのカラオケ楽曲の再生演奏音に、マイクロホン２６から入力されたユーザの歌声などをミキシングしてスピーカ２７から出力させるように構成されている。
【００３１】
さらに、記憶部２１は、電源が切断されても記憶内容を保持すると共に記憶内容を読み書き可能に構成された記憶装置（例えば、ハードディスクドライブ）である。その記憶部２１は、カラオケ処理プログラムを格納するプログラム格納領域と、楽曲データを記憶する楽曲データ格納領域とを少なくとも備えている。
【００３２】
次に、制御部２８は、電源が切断されても記憶内容を保持する必要のあるプログラムやデータを格納するＲＯＭ２８ａと、プログラムやデータを一時的に格納するＲＡＭ２８ｂと、ＲＯＭ２８ａやＲＡＭ２８ｂに記憶されたプログラムやデータに従って、カラオケ装置２０を構成する各部２１，２２，２３，２４，２５，２９に対する制御及び各種演算を実行するＣＰＵ２８ｃとを少なくとも有した周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３３】
なお、ＲＡＭ２８ｂには、記憶部２１からのカラオケ処理プログラムが記憶され、ＣＰＵ２８ｃは、ＲＡＭ２８ｂに記憶したカラオケ処理プログラムに従って各処理を実行する。
【００３４】
そのカラオケ処理プログラムとして、操作受付部２４を介して指定されたカラオケ楽曲を演奏（即ち、再生、以下、再生演奏と称す）すると共に、表示部２３に歌詞を表示する周知のカラオケ演奏処理を実行するためのカラオケ演奏処理プログラムがある。また、カラオケ処理プログラムとして、カラオケ楽曲の再生演奏中に入力された音声データに従って、その再生演奏中のカラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点する採点処理を実行するための採点処理プログラムがある。
【００３５】
ところで、楽曲データは、例えば、ＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）フォーマットにて記述された周知のカラオケ再生用データであり、カラオケ楽曲それぞれについて予め用意されている。
【００３６】
その楽曲データは、カラオケ楽曲を識別するためのデータである楽曲情報と、そのカラオケ楽曲１曲を再生演奏するために要する時間を示す時間情報とを有している。さらに、楽曲データは、そのカラオケ楽曲についてユーザが歌唱することが望ましい旋律に関するデータであるガイドメロディと、そのカラオケ楽曲の歌詞に関するデータである歌詞情報と、制御部２８が採点処理を実行する際に参照する採点基準データとを有している。
【００３７】
そして、楽曲情報には、カラオケ楽曲を特定するための曲番号データと、曲名を示す曲名データとが少なくとも含まれている。
また、ガイドメロディは、カラオケ楽曲の主旋律（以下、基準旋律と称す）を形成する各構成音について、それぞれの音高及び音長が表されたものである。具体的に、本実施形態における構成音の音長は、楽音出力開始時間及び楽音出力終了時間によって表されている。ただし、ここで言う楽音出力開始時間とは、その構成音の出力を開始するまでのカラオケ楽曲の演奏開始からの時間であり、楽音出力終了時間とは、その構成音の出力を終了するまでのカラオケ楽曲の演奏開始からの時間である。
【００３８】
〈採点基準データについて〉
次に、採点基準データについて説明する。
ここで、図３は、採点基準データの概略構成を示した説明図であり、図４は、採点基準データの一部を模式的に示した図面である。
【００３９】
図３に示すように、採点基準データは、カラオケ楽曲の再生演奏における時間進行に沿って連続するように規定された単位区間毎、かつ１オクターブの音階を構成する各音の音高（以下、音階固有音高と称す）それぞれについて、予め点数が決められたものである。
【００４０】
なお、本実施形態において、単位区間は、予め規定された区間長（例えば、対応するカラオケ楽曲における１６分音符の時間長）を有したものであり、カラオケ楽曲の全演奏時間に渡って規定されている。また、音階固有音高は、全音階を１２等分した半音毎の音高（即ち、周波数）であり、いわゆるＣ（ド），Ｃ＃，Ｄ（レ），Ｄ＃，Ｅ（ミ），Ｆ（ファ），Ｆ＃，Ｇ（ソ），Ｇ＃，Ａ（ラ），Ａ＃，Ｂ（シ）である。
【００４１】
つまり、この採点基準データは、図４に示すように、音階固有音高それぞれを行とし、単位区間それぞれの区間長の中心を列としたマトリックス状（即ち、格子状）に形成されたものである。そして、各格子内の領域中心、即ち、格子の交点（本発明の格子点に相当）それぞれに対して点数が決められている。ただし、採点基準データの列（即ち、単位区間の区間長の中心）それぞれは、カラオケ楽曲の演奏開始からの経過時間と対応付けられている。
【００４２】
また、領域中心毎に定められる点数は、音楽理論に基づいて決定され、しかも基準旋律に対して正しい音高をユーザが歌唱した場合に、高い点数となるようになされている。具体的には、最大値を１００点とし、基準旋律を形成する音高（以下、主旋律音高と称す）、その主旋律音高に対する和音（即ち、コード）に相当する音高（以下、和音音高）、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値となるように点数が決定されている。
【００４３】
以上説明したように、カラオケ装置２０では、カラオケ演奏処理プログラムを制御部２８が実行することで、ユーザによって指定されたカラオケ楽曲を再生演奏する共に、そのカラオケ楽曲の歌詞を再生演奏の時間進行に沿って表示部２３に表示する。
【００４４】
このとき、再生演奏されているカラオケ楽曲に応じてユーザが歌唱すると、カラオケ装置２０では、カラオケ楽曲の再生演奏中に入力された歌唱音声を、そのカラオケ楽曲の再生音にミキシングしてスピーカ２７から出力する。以下、ユーザに指定され、カラオケ装置２０にて再生中であるカラオケ楽曲を該当カラオケ楽曲と称す。
【００４５】
〈採点処理について〉
次に、制御部２８（より正確にはＣＰＵ２８ｃ）が実行する採点処理について説明する。
【００４６】
ここで、図２は、採点処理の処理手順を示したフローチャートである。
この採点処理は、カラオケ装置２０を利用しているユーザによって起動指令が入力された上で、カラオケ演奏処理が実行されると起動されるものである。
【００４７】
そして、図２に示すように、採点処理は、起動されると、まず、Ｓ１１０にて該当カラオケ楽曲についての採点基準データを記憶部２１から取得する。
続いて、Ｓ１２０では、音声入力部２５から入力された音声データの信号レベルが予め設定された設定レベル以上であるか否かを判定する。そして、判定の結果、音声データの信号レベルが設定レベル未満、即ち、設定レベル以上の音声が入力されていなければ、設定レベル以上の音声が入力されるまで待機し、設定レベル以上の音声が入力されると、Ｓ１３０へと進む。
【００４８】
そのＳ１３０では、音声入力部２５から入力された音声データを周波数解析する。なお、本実施形態では、予め規定されたサンプリング数の標本値からなる音声データを、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）することで周波数解析を実行する。これにより、サンプリング数に対応する時間長を有した単位期間内での音声の周波数スペクトル（即ち、周波数成分の分布）が導出される。
【００４９】
さらに、Ｓ１４０では、周知の手法を用いて、Ｓ１３０での周波数解析の結果（周波数スペクトル）から、本発明の歌唱音高に相当する基本周波数ｆ０を検出する。ただし、このＳ１４０では、基本周波数ｆ０を、該当カラオケ楽曲の演奏が開始されてからの経過時間（以下、演奏経過時間と称す）と対応付けて検出する。
【００５０】
なお、この基本周波数ｆ０を導出する手法としては、櫛型形状で表される調波構造モデルを予め用意し、周波数解析の結果（周波数スペクトル）に調波構造モデルを照合するものがある。
【００５１】
続いて、Ｓ１５０では、Ｓ１４０で導出した基本周波数ｆ０を、Ｓ１１０にて取得した採点基準データに照合し、その照合結果に従って単位区間における採点値（本発明の区間点数に相当）を導出する。
【００５２】
具体的には、まず、Ｓ１４０にて検出された基本周波数ｆ０と、その基本周波数ｆ０に対応付けられた演奏経過時間とから特定される採点基準データ上での位置（以下、特定位置と称す）を検出する。そして、採点基準データ上において、検出した特定位置から、その特定位置に隣接して存在する４つの領域中心（即ち、点数が定められた格子点）それぞれまでの距離を導出する。
【００５３】
さらに、それらの導出された距離が最小となる領域中心を最近傍格子として検出する。このように検出した最近傍格子に定められた点数に、特定位置から最近傍格子までの距離が短いほど大きな値となる重みを乗じた値を採点値として導出する。
【００５４】
ここで、図５は、最近傍格子を導出する手法を例示した説明図である。
この図５に示す例では、Ｓ１４０での検出結果として、演奏経過時間ｔ１，ｔ２、及び音階固有音高Ｅ，Ｆから特定される領域（以下、第１領域とする）内に、特定位置Ｐtnが検出されたものとする。さらに、この例では、演奏経過時間の進行に伴って、演奏経過時間ｔ２，ｔ３、及び音階固有音高Ｄ＃，Ｅから特定される領域（以下、第２領域とする）内に、特定位置Ｐtn+1が検出されたものとする。
【００５５】
この場合、検出された特定位置Ｐtnから、第１領域を形成する４つの領域中心Ｍt1,F、Ｍt2,F、Ｍt2,E、Ｍt1,Eそれぞれまでの距離Ｌtn,1、Ｌtn,2、Ｌtn,3、Ｌtn,4を導出する（ただし、Ｌtn,1＜Ｌtn,2＜Ｌtn,4＜Ｌtn,3）。そして、それらの導出された距離Ｌが最小である領域中心Ｍt1,Fを最近傍格子として検出する。
【００５６】
さらに、次のサイクルにてＳ１５０に進むと、検出された特定位置Ｐtn+1から、第２領域を形成する４つの領域中心Ｍt2,E、Ｍt3,E、Ｍt3,D#、Ｍt2,D#それぞれまでの距離Ｌtn+1,1、Ｌtn+1,2、Ｌtn+1,3、Ｌtn+1,4を導出する（ただし、Ｌtn+1,4＜Ｌtn+1,1＜Ｌtn+1,3＜Ｌtn+1,2）。そして、それらの導出された距離Ｌが最小である領域中心Ｍt2,D#を最近傍格子として検出する。
【００５７】
ここで、図２へと戻り、Ｓ１６０では、今サイクルのＳ１５０にて導出された採点値を、前サイクルまでに導出された採点値の和に加算する。これにより、該当カラオケ楽曲についての再生演奏の時間進行に沿って導出された採点値それぞれが集計される。
【００５８】
続いて、Ｓ１７０では、採点処理を終了させるための終了指令が入力されたか否かを判定する。その判定の結果、終了指令が入力されていなければ、Ｓ１１０へと戻り、終了指令が入力されるまで、Ｓ１１０からＳ１７０を繰り返し実行する。
【００５９】
なお、本実施形態における終了指令とは、該当カラオケ楽曲の再生演奏を中止するために、入力装置やリモコンを介してユーザが入力する指令でも良いし、該当カラオケ楽曲についての再生演奏が終了した際に制御部２８内で生成される指令（フラグ）でも良い。
【００６０】
一方、Ｓ１７０での判定の結果、終了指令が入力されると、Ｓ１８０に進む。
そのＳ１８０では、Ｓ１６０にて集計された採点値を、単位区間の総数で除することで採点値の平均を導出し、その平均値をカラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果として、表示部２３に表示させる。
【００６１】
そして、その後、本採点処理を終了する。
つまり、本実施形態の採点処理では、カラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点するに際して、時間進行に沿って連続する単位区間毎、かつ音階固有音高毎に細分化された点数の分布からなる採点基準データを用いている。その採点基準データにおける点数の分布は、音楽理論上、正しいとされる音高をユーザが歌唱した場合に高い点数となるように決定されており、本実施形態では、主旋律音高、和音音高、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値とされている。
【００６２】
したがって、採点処理を実行することで、カラオケ楽曲に対する歌唱の上手さを採点する場合、演奏経過時間の進行に沿って、主旋律音高や和音音高の間で歌唱音高を切り替えながら、ユーザが歌唱したとしても、音楽理論上、正しいとされる音高に対して歌唱がなされていれば、高得点となる。
［実施形態の効果］
このため、本実施形態のカラオケ装置２０によれば、採点結果に対するユーザの納得感を向上させることができる。
【００６３】
また、カラオケ装置２０では、特定位置から最近傍格子を検出し、その検出した最近傍格子に定められた点数に、特定位置から最近傍格子までの距離が短いほど大きな値となる重みを乗じた値を採点値として導出している。
【００６４】
このため、カラオケ装置によれば、歌唱音高と音階固有音高との音高差が短２度（即ち、半音）未満であっても、その音高差に応じて補正した区間点数を導出することができ、歌唱の上手さをより正確に採点することができる。
【００６５】
なお、カラオケ装置２０によれば、単位区間と音階固有音高との組合せ分だけ、採点基準のバリエーションを増加させることができ、この採点基準データを用いて採点することで、歌唱音高の部分的な変化や、歌唱のより細かな技巧に対応した点数を導出することができる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００６６】
例えば、上記実施形態におけるカラオケ装置２０は、通信カラオケシステムを構成する一部の装置として形成されていたが、これに限るものではなく、カラオケ装置単体として形成されたものでも良いし、いわゆるパーソナルコンピュータにカラオケ処理プログラムを実行させることで実現されるものでも良い。
【００６７】
特に、後者の場合、本発明の楽曲演奏装置は、カラオケ装置２０によって実現される必要がなく、例えば、ＣＤプレーヤや、ＤＶＤプレーヤ、情報記憶装置に記憶された音楽データを再生するデジタル音楽プレーヤなどのオーディオ装置によって実現されていても良い。つまり、コンピュータ（例えば、いわゆるパーソナルコンピュータ）に処理プログラムを実行させることで実現した採点装置により、オーディオ装置にて再生した楽曲に対する歌唱の上手さを採点するようにしても良い。
【００６８】
また、上記実施形態において、採点基準データの各格子に決められた点数は、主旋律音高、和音音高、主旋律音高及び和音音高以外の音高の順に、小さな値となるようにされていたが、点数を決定する方法は、これに限るものではない。例えば、ジャズ等に用いられる技巧により、基準旋律からずれた音高にて歌唱した場合ほど高い点数となるように決められていても良いし、和音音高を主旋律音高と同じ点数としても良い。すなわち、音楽理論上、正しいとされる音高をユーザが歌唱した場合には、高い点数が付与されるように決められたものであれば、どのようなものでも良い。
【００６９】
このような方法にて点数を定めれば、採点基準データのバリエーションを増加させることができ、これらの採点基準データを用いて採点することで、採点結果に対するユーザの満足感を向上させることができ、ひいては、カラオケに対するユーザの満足感を向上させることができる。
【００７０】
さらに、上記実施形態における採点基準データでは、格子を形成する列を、単位区間の区間長中心としていたが、格子を形成する列は、これに限るものではなく、例えば、単位区間それぞれの始端または終端のいずれかでも良いし、また単位区間ではなく、任意の楽曲開始からの経過時間で指定してもよい。
【００７１】
また、上記実施形態の採点処理では、Ｓ１５０において、最近傍格子に定められた点数に、特定位置から最近傍格子までの距離が短いほど大きな重みを乗じた値を採点値として導出していたが、重みを乗じなくても良い。すなわち、最近傍格子に定められた点数そのものを採点値としても良い。
【００７２】
ところで、上記実施形態の採点処理では、Ｓ１９０において、採点結果として、採点値の平均を導出していたが、採点結果の導出方法は、これに限るものではなく、例えば、Ｓ１７０にて集計した結果そのものを採点結果としても良い。
【００７３】
なお、上記実施形態では、楽曲データを、ＭＩＤＩフォーマットにて記述された周知のカラオケ再生用データとしたが、楽曲データは、ＭＩＤＩフォーマットにて記述されたものに限らない。すなわち、周知のカラオケ再生用データであれば、どのようなものでも良い。
［実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
最後に、上記実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。
【００７４】
上記実施形態の採点処理におけるＳ１４０を実行することで得られる機能が、本発明の歌唱音高特定手段に相当し、採点処理のＳ１５０を実行することで得られる機能が、本発明の区間点数導出手段に相当する。
【００７５】
さらに、上記実施形態の採点処理におけるＳ１６０，Ｓ１８０を実行することで得られる機能が、本発明の採点結果出力手段に相当する。
【符号の説明】
【００７６】
１…カラオケシステム ２０…カラオケ装置 ２１…記憶部 ２２…通信部 ２３…表示部 ２４…操作受付部 ２５…音声入力部 ２６…マイクロホン ２７…スピーカ ２８…制御部 ２９…音声出力部 ３０…サーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽曲を演奏する楽曲演奏装置と共に用いられ、その楽曲演奏装置にて演奏された楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果を出力する採点装置であって、
前記楽曲の演奏中に入力された音声を時間進行に沿って周波数解析した結果に従って、前記音声の音高を歌唱音高として順次特定する歌唱音高特定手段と、
前記楽曲の演奏における時間進行に沿って連続するように規定された単位区間毎に、かつ音階を構成する音それぞれの音高である音階固有音高それぞれについて配点が決められた採点基準データに、前記歌唱音高特定手段で特定された歌唱音高を順次照合し、前記歌唱音高が遷移した各単位区間での音階固有音高それぞれに対応する配点に基づいて、前記単位区間それぞれでの点数である区間点数を導出する区間点数導出手段と、
前記区間点数導出手段で導出した区間点数を集計した集計値に対する演算結果を前記採点結果として出力する採点結果出力手段と
を備えることを特徴とする採点装置。
【請求項２】
前記採点基準データは、
前記音階固有音高のうち、前記楽曲の主旋律を構成する音高である主旋律音高、前記楽曲のコード進行にてコードに相当する音高である和音音高、前記主旋律音高及び前記和音音高以外の音高の順に、小さな値となるように配点が決定されていることを特徴とする請求項１に記載の採点装置。
【請求項３】
前記採点基準データは、
前記音階固有音高それぞれを行とし、前記単位区間それぞれのの区間長中心または始終端のいずれかを列としたマトリックスを形成する格子点毎に配点が決められたものであり、
前記区間点数導出手段は、
前記歌唱音高特定手段で特定された歌唱音高から、最近傍に位置する格子点である最近傍格子点に決められた付与配点に基づいて、前記区間点数を導出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の採点装置。
【請求項４】
前記区間点数導出手段は、
前記歌唱音高から前記最近傍格子点までの距離が短いほど、大きな値となる重みを前記付与配点に乗じた値を前記区間点数として導出することを特徴とする請求項３に記載の採点装置。
【請求項５】
楽曲を演奏する楽曲演奏装置と共に用いられるコンピュータに実行され、その楽曲演奏装置にて演奏された楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果を出力するプログラムであって、
前記楽曲の演奏中に入力された音声を時間進行に沿って周波数解析した結果に従って、前記音声の音高を歌唱音高として順次特定する歌唱音高特定手順と、
前記楽曲の演奏における時間進行に沿って連続するように規定された単位区間毎に、かつ音階を構成する音それぞれの音高である音階固有音高それぞれについて配点が決められた採点基準データに、前記歌唱音高特定手順で特定された歌唱音高を順次照合し、前記歌唱音高が遷移した各単位区間での音階固有音高それぞれに対応する配点に基づいて、前記単位区間それぞれでの点数である区間点数を導出する区間点数導出手順と、
前記区間点数導出手順で導出した区間点数を集計した集計値に対する演算結果を前記採点結果として出力する採点結果出力手順と
を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
楽曲を演奏する楽曲演奏装置と共に用いられ、その楽曲演奏装置にて演奏された楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果を出力する採点装置であって、
前記楽曲の演奏中に入力された音声を時間進行に沿って周波数解析した結果に従って、前記音声の音高を歌唱音高として順次特定する歌唱音高特定手段と、
前記楽曲の演奏における時間進行に沿って連続するように規定された単位区間毎に、かつ音階を構成する音それぞれの音高である音階固有音高それぞれについて配点が決められた採点基準データに、前記歌唱音高特定手段で特定された歌唱音高を順次照合し、前記歌唱音高が遷移した各単位区間での音階固有音高それぞれに対応する配点に基づいて、前記単位区間それぞれでの点数である区間点数を導出する区間点数導出手段と、
前記区間点数導出手段で導出した区間点数を集計した集計値に対する演算結果を前記採点結果として出力する採点結果出力手段と
を備えることを特徴とする採点装置。
【請求項２】
前記採点基準データは、
前記音階固有音高のうち、前記楽曲の主旋律を構成する音高である主旋律音高、前記楽曲のコード進行にてコードに相当する音高である和音音高、前記主旋律音高及び前記和音音高以外の音高の順に、小さな値となるように配点が決定されていることを特徴とする請求項１に記載の採点装置。
【請求項３】
前記採点基準データは、
前記音階固有音高それぞれを行とし、前記単位区間それぞれのの区間長中心または始終端のいずれかを列としたマトリックスを形成する格子点毎に配点が決められたものであり、
前記区間点数導出手段は、
前記歌唱音高特定手段で特定された歌唱音高から、最近傍に位置する格子点である最近傍格子点に決められた付与配点に基づいて、前記区間点数を導出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の採点装置。
【請求項４】
前記区間点数導出手段は、
前記歌唱音高から前記最近傍格子点までの距離が短いほど、大きな値となる重みを前記付与配点に乗じた値を前記区間点数として導出することを特徴とする請求項３に記載の採点装置。
【請求項５】
楽曲を演奏する楽曲演奏装置と共に用いられるコンピュータに実行され、その楽曲演奏装置にて演奏された楽曲に対する歌唱の上手さを採点した採点結果を出力するプログラムであって、
前記楽曲の演奏中に入力された音声を時間進行に沿って周波数解析した結果に従って、前記音声の音高を歌唱音高として順次特定する歌唱音高特定手順と、
前記楽曲の演奏における時間進行に沿って連続するように規定された単位区間毎に、かつ音階を構成する音それぞれの音高である音階固有音高それぞれについて配点が決められた採点基準データに、前記歌唱音高特定手順で特定された歌唱音高を順次照合し、前記歌唱音高が遷移した各単位区間での音階固有音高それぞれに対応する配点に基づいて、前記単位区間それぞれでの点数である区間点数を導出する区間点数導出手順と、
前記区間点数導出手順で導出した区間点数を集計した集計値に対する演算結果を前記採点結果として出力する採点結果出力手順と
を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２３０８５４（Ｐ２０１０−２３０８５４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７６７９２（Ｐ２００９−７６７９２）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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