專利名稱：在實際歌唱聲上產(chǎn)生虛擬和聲的卡拉ok設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)計得能在卡拉OK歌唱聲上加上一個和聲的卡拉OK設(shè)備，更特別地涉及一種能夠產(chǎn)生一個相似于非實際卡拉OK歌唱聲音的，例如相似于卡拉OK歌曲的原始演唱者的歌聲的虛擬的和聲的卡拉OK設(shè)備。
在以往技術(shù)中，為了鼓勵卡拉OK歌唱和改善卡拉OK表演，已知有一種卡拉OK設(shè)備能夠在卡拉OK歌唱者的歌唱聲上添加一個和聲，例如比主旋律高三度的和聲，并復(fù)現(xiàn)出該和聲和歌唱聲的混合聲。一般，這種和聲功能通過移動由麥克風(fēng)所拾取的歌唱聲的音調(diào)以產(chǎn)生一個與歌唱者的速度相同步的和聲來達到。然而，在這種普通的卡拉OK設(shè)備中，由于所產(chǎn)生的和聲的音色與卡拉OK歌唱者的實際歌唱聲的音色相同，所以歌唱表演顯得平淡。要滿足卡拉OK歌唱者想要和卡拉OK歌曲的原始演唱者一起歌唱的愿望是困難的。本發(fā)明的目的是提供一種卡拉OK設(shè)備，它能夠產(chǎn)生與卡拉OK歌唱者有不同音色的和聲，例如具有由卡拉OK歌曲的原始演唱者所發(fā)出的或由其導(dǎo)出的悅耳音色的和聲。
根據(jù)本發(fā)明，一個卡拉OK設(shè)備能夠產(chǎn)生伴隨于實際歌唱者歌聲的卡拉OK伴音，并同時產(chǎn)生由一個虛擬演唱者發(fā)出的和聲。該卡拉OK設(shè)備包括一個存儲裝置，用來存儲虛擬歌唱者的聲音信息；一個輸入裝置，用來收集實際歌唱者的歌唱聲；一個分析裝置，用來分析所收集歌唱聲的聲音頻率；一個合成裝置，用來根據(jù)所分析的聲音頻率對所存儲的聲音信息進行處理，以合成出具有設(shè)定得與所分析聲音頻率相和諧的另一種聲音頻率的和聲；以及一個輸出裝置，用來把所收集的歌唱聲和所合成的和聲混合在一起，并同時輸出該混合的歌唱聲和和聲以及卡拉OK伴音。
在一個特定的形式中，存儲裝置以一系列音素的形式存儲了聲音信息，這些音素是從虛擬歌唱者的歌聲中逐個音節(jié)地采樣而得到的。還有，合成裝置與卡拉OK伴音相同步地從存儲裝置中依次地讀出每一個音素，以合成出對應(yīng)于歌唱聲每個音節(jié)的每個和聲音節(jié)。再有，存儲裝置還存儲了代表和聲旋律模式的和聲信息，合成裝置還根據(jù)所存儲的和聲信息來移動所分析的聲音頻率，以設(shè)定上述和聲的另一種聲音頻率。
根據(jù)本發(fā)明的該卡拉OK設(shè)備在聲音信息存儲裝置中存儲了例如卡拉OK歌曲的原始演唱者這樣的虛擬演唱者的聲音特性。當(dāng)實際卡拉OK歌唱者通過麥克風(fēng)輸入他或她的歌唱聲時，頻率分析裝置分析輸入歌唱聲的聲音頻率。和聲合成裝置根據(jù)聲音信息綜合出其頻率相對于所分析的頻率移動了的、并與后者相和諧的和聲。歌唱聲和用上述方法產(chǎn)生的和聲被互相混合起來，以輸出伴隨有象卡拉OK歌曲的原始演唱者這樣的虛擬演唱者的和聲的卡拉OK歌唱聲。聲音特性存儲裝置在逐個音節(jié)的基礎(chǔ)上存儲了聲音信息，以依次地復(fù)現(xiàn)出虛擬演唱者和聲的各個音節(jié)。利用這些音節(jié)單元，即有可能生成具有原始演唱者的優(yōu)美音色的和聲。和聲合成裝置同步于卡拉OK歌唱的進程提取并處理這些音節(jié)單元。這樣，就可以對應(yīng)于歌唱聲的每一個音節(jié)來產(chǎn)生和聲。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的具有和聲產(chǎn)生功能的卡拉OK設(shè)備的原理方框圖。
圖2示出設(shè)置在該卡拉OK設(shè)備中的聲音處理DSP(數(shù)字信號處理器)的結(jié)構(gòu)。
圖3示出該卡拉OK設(shè)備中所使用的歌曲數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
圖4示出該卡拉OK設(shè)備中所使用的歌曲數(shù)據(jù)的詳細結(jié)構(gòu)。
圖5A至5F示出該卡拉OK設(shè)備中所使用的歌曲數(shù)據(jù)的詳細結(jié)構(gòu)。
圖6A和圖6B示出含在歌曲數(shù)據(jù)中的音素數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在將參考


根據(jù)本發(fā)明的具有和聲產(chǎn)生功能的卡拉OK設(shè)備的實施例細節(jié)。本發(fā)明的卡拉OK設(shè)備叫做有聲源卡拉OK設(shè)備。該有聲源卡拉OK設(shè)備通過根據(jù)歌曲數(shù)據(jù)來驅(qū)動一個聲源而產(chǎn)生器樂伴音。歌曲數(shù)據(jù)是一系列數(shù)據(jù)，它們排列在多個變軌道上，其中包含了確定卡拉OK伴音的音調(diào)和時序的表演數(shù)據(jù)序列。還有，本發(fā)明的卡拉OK設(shè)備的結(jié)構(gòu)是一種網(wǎng)絡(luò)通信卡拉OK裝置，它通過一個通信網(wǎng)絡(luò)與一個主站相連接。該卡拉OK設(shè)備接收從主站下載而來的歌曲數(shù)據(jù)，并把歌曲數(shù)據(jù)存儲在一個硬盤驅(qū)動器(HDD)17中(圖1)。該硬盤驅(qū)動器17能夠存儲幾百到幾千個歌曲數(shù)據(jù)。該卡拉OK設(shè)備的和聲產(chǎn)生功能就是能產(chǎn)生這樣的和聲信號，它的音調(diào)與卡拉OK歌唱者的歌唱聲音調(diào)有三度或五度的差別。在該卡拉OK設(shè)備中，所產(chǎn)生的和聲在音調(diào)上與卡拉OK歌唱者的歌唱聲有三度或五度的差別，而在音色上卻是卡拉OK歌曲原始演唱者的音色。
現(xiàn)在參考圖3至圖6B來說明本發(fā)明卡拉OK設(shè)備中所使用的歌曲數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。圖3示出歌曲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的總貌，圖4和圖5A-5F示出歌曲數(shù)據(jù)的詳細結(jié)構(gòu)，圖6A和6B示出含在歌曲數(shù)據(jù)中的音素數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
在圖3中，一個樂曲的歌曲數(shù)據(jù)包括一個引頭部分、一個器樂聲或器樂跡道、一個語聲或主旋律跡道、一個和聲跡道、一個歌詞跡道、一個聲音跡道、一個效果跡道、一個音素跡道、以及一個聲音數(shù)據(jù)塊。引頭部分含有關(guān)于該歌曲數(shù)據(jù)的各種索引數(shù)據(jù)，包括歌曲的標(biāo)題、歌曲的種類、歌曲的發(fā)行日期、歌曲的表演時間(長度)等等。CPU(中央處理器單元)10(圖1)根據(jù)種類數(shù)據(jù)確定準(zhǔn)備顯示在視象監(jiān)視器26上的背景視頻圖象，并向一個LD(光盤)變換器24輸送該視頻圖象的章號。背景視頻圖象可以這樣來選擇。例如對于其主題涉及冬季的日本民謠，該視頻圖象可以選擇為一個下雪的鄉(xiāng)間，或者對于外國通俗流行歌曲，可以選擇為外國的景象。
圖4和圖5A-5F所示的從器樂聲跡道到音素跡道中的每一個跡道都含有一系列的過程數(shù)據(jù)和指明各過程數(shù)據(jù)時限的時間數(shù)據(jù)△t。CPU10執(zhí)行一個序列程序，其中以預(yù)定速度的時鐘對時間數(shù)據(jù)△t進行計數(shù)。當(dāng)計數(shù)完△t之后就讀出下一個過程數(shù)據(jù)，并且該讀出的過程數(shù)據(jù)被輸送給一個預(yù)定的處理模塊。
圖4所示的器樂聲跡道含有各種亞跡道，包括伴音旋律跡道、伴音節(jié)奏跡道等等。由表演過程數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)△t組成的序列數(shù)據(jù)被寫在每個跡道上。CPU10在計數(shù)時間數(shù)據(jù)△t的同時執(zhí)行一個器樂序列程序，并在過程數(shù)據(jù)的輸出時刻把下一個過程數(shù)據(jù)輸送給聲源裝置18。聲源裝置18根據(jù)含在過程數(shù)據(jù)中的通道指定數(shù)據(jù)選出一個音色發(fā)生通道，并執(zhí)行指定通道上的過程，以產(chǎn)生卡拉OK歌曲的器樂伴音音色。
如圖5A所示，語聲或主旋律跡道記錄了代表卡拉OK歌唱者應(yīng)該歌唱的主旋律模式的序列數(shù)據(jù)。如圖5B所示，和聲跡道存儲了代表卡拉OK歌曲的和聲旋律的模式的序列數(shù)據(jù)。這些模式數(shù)據(jù)被CPU10讀出，讀出的模式數(shù)據(jù)被輸送給聲音處理DSP30，以產(chǎn)生和聲。
如圖5C所示，歌詞跡道記錄了要在視象監(jiān)視器26上顯示的歌詞的序列數(shù)據(jù)。這個序列數(shù)據(jù)不是實際的器樂聲數(shù)據(jù)，不過為了易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)合成，這個跡道也用MIDI數(shù)據(jù)格式來描述。在MIDI標(biāo)準(zhǔn)中這個數(shù)據(jù)的等級是系統(tǒng)專用信息。在該歌詞跡道的數(shù)據(jù)描述中，一個歌詞短句被當(dāng)作歌詞顯示數(shù)據(jù)的一個過程來處理。歌詞顯示數(shù)據(jù)包括歌詞短句的文字代碼、每個文字的顯示坐標(biāo)、歌詞短句的顯示時間(在典型應(yīng)用中約為30秒)，以及“擦除”序列數(shù)據(jù)。該“擦除”序列數(shù)據(jù)用來隨著歌唱的進程改變所顯示歌詞短句中每個文字的顏色。該擦除序列數(shù)據(jù)包括時間數(shù)據(jù)(歌詞顯示以來的時間)和每個文字的位置(坐標(biāo))數(shù)據(jù)，用來改變顏色。
如圖5D所示，聲音跡道是一個序列跡道，用來控制存儲在聲音數(shù)據(jù)塊中的聲音數(shù)據(jù)n(n＝1，2，3…)的產(chǎn)生時刻。聲音數(shù)據(jù)塊存儲聲源裝置18難以合成的人類聲音，如背景合唱聲。在聲音跡道上寫入了時間數(shù)據(jù)△t，也即每個聲音指定數(shù)據(jù)的讀出時限。時間數(shù)據(jù)△t確定了向聲音數(shù)據(jù)處理器19(圖1)輸出聲音數(shù)據(jù)的時間。聲音指定數(shù)據(jù)包括一個聲音號、音調(diào)數(shù)據(jù)和音量數(shù)據(jù)。聲音號是一個代碼號n，以指定記錄在聲音數(shù)據(jù)塊中的一個所需的聲音數(shù)據(jù)項。音調(diào)數(shù)據(jù)和音量數(shù)據(jù)分別確定準(zhǔn)備產(chǎn)生的聲音數(shù)據(jù)的音調(diào)和音量。非語言性的背景合唱，例如“啊”或“哇哇哇”，可以以不同的音調(diào)整和音量按需要再生任何次數(shù)。這種部分是通過移動記錄在聲音數(shù)據(jù)塊中的聲音數(shù)據(jù)的音調(diào)或調(diào)整該聲音數(shù)據(jù)的音量來再生的。聲音數(shù)據(jù)處理器19根據(jù)音量數(shù)據(jù)來控制輸出電平，并根據(jù)音調(diào)數(shù)據(jù)通過改變聲音數(shù)據(jù)的讀出時鐘來調(diào)節(jié)音調(diào)。
如圖5E所示，效果跡道存儲用于一個與聲源裝置18、聲音數(shù)據(jù)處理器19和聲音處理DSP30相連接的效果DSP20的控制數(shù)據(jù)。效果DSP20的主要目的是添加各種聲響效果，例如對從聲源裝置18、聲音數(shù)據(jù)處理器19和聲音處理DSP30輸入的聲音信號加上回響(“混響”)。DSP20根據(jù)記錄在效果跡道上的、并指定效果類型和強度的控制數(shù)據(jù)，實時地控制效果。
如圖5F所示，音素跡道存儲按時間序列排列的音素數(shù)據(jù)s1、s2…，以及代表各個音素所屬的音節(jié)長度的時期數(shù)據(jù)e1，e2…。音素數(shù)據(jù)s1、s2、s3…和時期數(shù)據(jù)e1、e2、e3…是互相交替排列地來形成序列數(shù)據(jù)格式的。
在圖6A中，一個歌詞短名“A KA S HI YA NO”包括5個音節(jié)“A”、“KA”、“S HI”、“YA”、“NO”，音素數(shù)據(jù)s1、s2、…則由從這5個音節(jié)中提出的元音“a”、“a”、“i”“a”、“0”所組成。如圖6B所示，音素數(shù)據(jù)包括根據(jù)虛擬演唱者典型聲音的元音波形編碼的樣品波形數(shù)據(jù)，平均大小(振幅)數(shù)據(jù)、顫音頻率數(shù)據(jù)、顫音強度數(shù)據(jù)和附加的噪聲數(shù)據(jù)。附加的噪聲數(shù)據(jù)代表含在典型元音中的非周期性噪聲的特性。音素數(shù)據(jù)以波形、波形的包絡(luò)、顫音頻率、顫音強度和附加噪聲的形式，代表含在虛擬演唱者典型聲音中的元音的聲音信息。
大多數(shù)跡道的數(shù)據(jù)，例如器樂聲跡道和效果跡道的數(shù)據(jù)被從硬盤驅(qū)動器17裝載到一個RAM(隨機存取存儲器)12中。CPU10在開始再生歌曲數(shù)據(jù)時讀出這些跡道的數(shù)據(jù)。不過，音素跡道、語聲或主旋律跡道和和聲跡道的數(shù)據(jù)可以從硬盤驅(qū)動器17直接裝載到含在聲音處理DSP30內(nèi)的另一個RAM中。聲音處理DSP30讀出音素數(shù)據(jù)、主旋律的音符過程數(shù)據(jù)、以及和聲旋律的音符過程數(shù)據(jù)。
圖1示出了該有創(chuàng)造性的具有和聲產(chǎn)生功能的卡拉OK設(shè)備的原理方框圖?？刂普麄€系統(tǒng)的CPU10通過系統(tǒng)總線與一個ROM(只讀存儲器)11、一個RAM12、一個硬盤驅(qū)動器(用HDD表示)17、一個ISDN控制器16、一個遙控接收器13、一個顯示面板14、一個開關(guān)板15、一個聲源裝置18、一個聲音數(shù)據(jù)處理器19、一個效果DSP20、一個文字發(fā)生器23、一個LD變換器24、一個顯示控制器25、和一個聲音處理DSP30相連接。
ROM11存儲系統(tǒng)程序、請求程序、裝載器程序和字體數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序控制基本操作和周邊設(shè)備之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移等。請求程序包括周邊設(shè)備控制程序、序列程序等等。在卡拉OK表演時，CPU10處理序列程序，以根據(jù)歌曲數(shù)據(jù)再生器樂伴音和背景視頻圖象。裝載器程序的執(zhí)行使所要求的歌曲數(shù)據(jù)從主站下載。字體數(shù)據(jù)用來顯示歌詞和歌曲標(biāo)題，并且各種字體，例如“明體”和“歌特體”等都作為字體數(shù)據(jù)存儲。在RAM12中分配有一個工作區(qū)。硬盤驅(qū)動器17存儲歌曲數(shù)據(jù)文件。
ISDN控制器16控制經(jīng)過ISDN網(wǎng)絡(luò)與主站的數(shù)據(jù)通信。包括歌曲數(shù)據(jù)在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)從主機下載。ISDN控制器16含有一個DMA(直接存儲器訪問)控制器，它可以不受CPU10控制地直接把例如下載的歌曲數(shù)據(jù)和請求程序?qū)懭氲紿DD17中。
遙控接收器13接收來自一個遙控器31的被控制數(shù)據(jù)所調(diào)制的紅外信號，并對接收到的控制數(shù)據(jù)進行解碼。遙控器31上有十鍵開關(guān)和諸如歌曲選擇器開關(guān)這樣的指令開關(guān)等，并且發(fā)射出被對應(yīng)于用戶的開關(guān)操作的代碼所調(diào)制的紅外信號。開關(guān)板15設(shè)置在卡拉OK設(shè)備的前面板上，并含有一個歌曲代碼輸入開關(guān)、一個按鍵轉(zhuǎn)換開關(guān)等等。
聲源裝置18根據(jù)歌曲數(shù)據(jù)產(chǎn)生器樂伴音。聲音數(shù)據(jù)處理器19產(chǎn)生具有對應(yīng)于作為ADPCM數(shù)據(jù)含在歌曲數(shù)據(jù)內(nèi)的聲音數(shù)據(jù)的特定長度和音調(diào)的聲音信號。聲音數(shù)據(jù)是代表背景合唱或示范性歌聲的數(shù)字波形數(shù)據(jù)，這種聲音是難以由聲源裝置18來合成的，所以它們按其自身進行了數(shù)字編碼。
聲音處理DSP30經(jīng)過一個前置放大器28和一個A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換器29接收由例如麥克風(fēng)27這樣的輸入裝置所拾取或收集的歌唱聲信號，還接收其他各種信息，例如主旋律模式數(shù)據(jù)、和聲旋律模式數(shù)據(jù)和音素數(shù)據(jù)。聲音處理DSP30根據(jù)輸入信息產(chǎn)生疊加在卡拉OK歌唱者所唱出的主旋律之上的、具有該卡拉OK歌曲的原始演唱者的音色的和聲信號。所產(chǎn)生的信號被輸送給聲音效果DSP20。
由聲源裝置18產(chǎn)生的器樂伴音信號、由聲音數(shù)據(jù)處理器19產(chǎn)生的合唱聲信號、以及由聲音處理DSP30產(chǎn)生的歌唱聲信號和和聲信號都同時被輸送給聲音效果DSP20。效果DSP添加上各種聲響效果，例如器樂聲和聲音信號的回聲和混響聲。由效果DSP20所添加的聲響效果的類型和強度是根據(jù)含在歌曲數(shù)據(jù)內(nèi)的效果控制數(shù)據(jù)來控制的。在CPU10的控制之下，根據(jù)效果控制序列程序該效果控制數(shù)據(jù)在預(yù)定的時刻被輸送給效果DSP20。加有效果的器樂聲信號和聲音信號被一個D/A(數(shù)模)轉(zhuǎn)換器21轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號，然后輸送給一個放大器/揚聲器22。該放大器/揚聲器22構(gòu)成了一個輸出裝置，用來放大和再生聲頻信號。
文字發(fā)生器23產(chǎn)生代表對應(yīng)于輸入文字代碼數(shù)據(jù)的歌曲標(biāo)題和歌詞的文字圖形。LD變換器24再生對應(yīng)于輸入視頻圖象選擇數(shù)據(jù)(章號)的背景視頻圖象。該視頻圖象選擇數(shù)據(jù)例如是根據(jù)卡拉OK歌曲的種類數(shù)據(jù)來確定的。當(dāng)卡拉OK表演開始時，CPU10讀出記錄在歌曲數(shù)據(jù)引頭部分內(nèi)的種類數(shù)據(jù)。CPU10根據(jù)該種類數(shù)據(jù)確定準(zhǔn)備顯示的背景視頻圖象。CPU10把該視頻圖象選擇數(shù)據(jù)輸送給LD變換器24。LD變換器24裝備了含有120個景象的5個激光視盤，它能夠有選擇地再生出120種背景視頻圖象。根據(jù)圖象選擇數(shù)據(jù)，選出其中一個背景視頻圖象以顯示出來。文字?jǐn)?shù)據(jù)和視頻圖象數(shù)據(jù)被輸送給顯示控制器25，后者把它們重疊在一起并在視象監(jiān)視器26上顯示出來。
圖2示出聲音處理DSP30的詳細工作結(jié)構(gòu)。該聲音處理DSP30根據(jù)內(nèi)設(shè)的微程序執(zhí)行圖2中各個模塊所示的對輸入聲頻信號的各種數(shù)據(jù)處理。參見圖2，原始演唱者的聲音數(shù)據(jù)存儲在一個音素數(shù)據(jù)寄存器48中。一個音素指針發(fā)生器46指定了應(yīng)該讀出哪一個音素。該指定的音素數(shù)據(jù)被輸送給一個元音合成器43，以產(chǎn)生和聲信號。該和聲與卡拉OK歌唱者的聲音信號混合起來?；旌系男盘柋辉偕陕曇?。下面將詳細說明該和聲合成處理。
含在音素數(shù)據(jù)跡道內(nèi)并由HDD17輸送的音素數(shù)據(jù)s1、s2…被依次地輸入給音素數(shù)據(jù)寄存器48，同時時期數(shù)據(jù)e1、e2…被輸送給音素指針發(fā)生器46。在卡拉OK表演中，音素指針發(fā)生器46從一個音調(diào)分析器41接收音節(jié)探測信號以及從CU10接收節(jié)拍信息。音素指針發(fā)生器46識別出當(dāng)前在歌唱的是歌詞的哪一個音節(jié)，并產(chǎn)生一個用寄存器48的地址的形式來指明對應(yīng)于被識別出的音節(jié)的音素數(shù)據(jù)的指針，在該地址處即存儲了該指明的音素數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的指針被暫時地存儲在一個音素指針寄存器47中。元音合成器43讀出被音素指針寄存器47所尋址的音素數(shù)據(jù)。也就是說，寄存器48以一系列音素的形式存儲了聲音信息，這些音素是從虛擬演唱者的歌聲中逐個音節(jié)地臨時采樣出來的。還有，元音合成器43與卡拉OK伴音同步地從寄存器48依次讀出每個音素，以合成出對應(yīng)于歌唱聲每個音節(jié)的每一個和聲音節(jié)。
一個元音/子音分離器40和一個延時器50接收由麥克風(fēng)27經(jīng)過前置放大器28和A/D轉(zhuǎn)換器29輸入的數(shù)字化歌聲信號。元音/子音分離器40通過分析該數(shù)字化歌聲信號把一個音節(jié)的子音成分和元音成分互相分開。元音/子音分離器40把子音成分輸送給延時器49，同時把元音成分輸送給音調(diào)分析器41。可以通過探測歌聲信號的基頻或波形來分離子音成分和元音成分。音調(diào)分析器41探測輸入元音成分的音調(diào)(聲頻)和電平。
該探測是實時地進行的，探測到的音調(diào)信息或分析出的聲頻被輸送給一個音調(diào)計算器42，而探測到的電平信息被輸送給元音合成器43和一個包絡(luò)發(fā)生器44。還有，音調(diào)分析器41還被提供有從語聲旋律跡道中提取出的、并代表了實際歌唱者演唱卡拉OK歌曲時所跟隨的主旋律模式的語聲旋律信息，該音調(diào)分析器41根據(jù)所探測到的歌唱聲音調(diào)來跟蹤主旋律模式，由此探測出歌唱聲的每一個音節(jié)。當(dāng)前正在唱出的音節(jié)通過跟蹤而得到，探測到的音節(jié)信息被分配給音素指針發(fā)生器46。音素指針發(fā)生器46的基本操作是根據(jù)探測到的音節(jié)信息來增加音素指針值。為此而執(zhí)行了對卡拉OK歌唱者歌唱聲的跟蹤。如果音節(jié)信息的輸入時刻和由節(jié)拍信息所提供的時間數(shù)據(jù)計數(shù)完時刻兩者的時間偏差大于一個預(yù)定值，則將進行補償，即取探測到的音節(jié)的輸入時刻和時間數(shù)據(jù)計數(shù)完的時刻的平均時刻。
音調(diào)計算器42根據(jù)輸入的音調(diào)數(shù)據(jù)和主旋律信息來探測當(dāng)前正在演唱的哪一個音符。根據(jù)這個探測，音調(diào)計算器按照由歌曲數(shù)據(jù)的和聲跡道所提供的、并且代表了和聲旋律模式的和聲信息來確定應(yīng)該產(chǎn)生哪一個和聲音符。也就是說，存儲裝置存儲了代表和聲旋律模式的和聲信息，而音調(diào)計算器42根據(jù)所存儲的和聲信息來移動歌唱聲的分析出的聲音頻率，以設(shè)定一個適當(dāng)?shù)暮吐暵曇纛l率。元音合成器43根據(jù)由音素數(shù)據(jù)寄存器48所提供的音素數(shù)據(jù)，產(chǎn)生具有由音調(diào)計算器42所指定的音調(diào)的元音信號。也就是說，元音合成器43合成出一個具有移動了的音調(diào)和由音素數(shù)據(jù)所指字的波形的元音成分。這個由元音合成器43所產(chǎn)生的元音信號被輸送給一個包絡(luò)發(fā)生器44。該包絡(luò)發(fā)生器44實時地從分離器40接收元音成分的電平信息，并根據(jù)該電平信息來控制從元音合成器43接收到的元音信號的電平。這個加上了由電平信息所指定的包絡(luò)的元音信號被輸送給一個相加器45。另一方面，延時器49把由元音/子音分離器40所輸送的子音信號延時這樣一個時間，它等于包括音調(diào)分析器41、音調(diào)計算器42、元音合成器43和包絡(luò)發(fā)生器44這些方框中的元音處理時間。延時后的子音信號被輸送給相加器45。相加器45通過把從卡拉OK歌唱者的歌唱聲中分離出來的子音成分耦合到根據(jù)元音信息所產(chǎn)生的卡拉OK歌曲原始演唱者的和聲元音信號上，以產(chǎn)生一個組合的和聲信號。這樣，就有可能根據(jù)關(guān)于卡拉OK歌唱者的歌唱聲的子音成分以及音調(diào)和音量的信息，合成出與卡拉OK歌唱者的歌唱聲匹配良好的最后的和聲信號，同時其中還保持了原始演唱者的音色。所產(chǎn)生的和聲信號在相加器51中與卡拉OK歌唱者的歌唱聲混合起來。原始演唱者的歌聲信號在延時器50中被延時，以補償和聲信號的產(chǎn)生過程中所需的處理時間。相混合的歌唱聲和和聲被輸送給效果DSP20。
聲音信號DSP30如前述那樣工作，并產(chǎn)生出具有原始演唱者的音色并且與卡拉OK歌唱者所唱的主旋律匹配良好的和聲信號。在上述實施例中，從原始歌聲中所提取的元音作為音素數(shù)據(jù)存儲。不過，要存儲的音素數(shù)據(jù)不限于此。例如，還可以存儲日語標(biāo)準(zhǔn)音節(jié)中的典型發(fā)音，以用于通過分析卡拉OK歌唱聲來確定音素數(shù)據(jù)和合成元音。還有，在上述實施例中，歌曲數(shù)據(jù)的音素數(shù)據(jù)跡道只記錄了原始演唱者或模范演唱者的元音數(shù)據(jù)，而和聲信號是利用卡拉OK歌唱者的子音信號來產(chǎn)生的?；蛘?，音素數(shù)據(jù)跡道上也還可以記錄模范演唱者的子音成分，而且和聲波形可以由模范演唱者的元音和子音成分組成。
如前所述，在根據(jù)本發(fā)明的卡拉OK設(shè)備中，根據(jù)一個特定人物，例如一位原始演唱者的聲音特性，可以在卡拉OK歌唱者的歌聲之上產(chǎn)生具有這種特性的和聲信號，從而卡拉OK歌唱者就能夠感到好象他或她是在和一位虛擬的歌唱者，例如該卡拉OK歌曲的原始演唱者一起表演二重唱，從而享受到了卡拉OK演唱的樂趣。
權(quán)利要求
1.一種卡拉OK設(shè)備，它用來產(chǎn)生伴隨一位實際歌唱者的歌唱聲的卡拉OK伴音，并用來同時地產(chǎn)生一個來源于一位虛擬的歌唱者的和聲，該設(shè)備包括一個存儲裝置，用來存儲虛擬歌唱者的聲音信息；一個輸入裝置，用來收集實際歌唱者的歌唱聲；一個分析裝置，用來分析所收集的歌唱聲的聲音頻率；一個合成裝置，用來根據(jù)所分析的聲音頻率來處理所存儲的聲音信息，以合成出具有被設(shè)定得與所分析的聲音頻率相諧和的另一種聲音頻率的和聲信號；以及一個輸出裝置，用來把所收集的歌唱聲和所合成的和聲互相混合起來，并把相混合的歌唱聲和和聲與卡拉OK伴音一起輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的卡拉OK設(shè)備，其中的存儲裝置以一系列音素的形式存儲聲音信息。這些音素是從虛擬歌唱者的歌唱聲中逐個音節(jié)地依次采樣而得到的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的卡拉OK設(shè)備，其中的合成裝置以同步于卡拉OK伴音的方式從存儲裝置中依次地讀出每個音素，以合成對應(yīng)于歌唱聲的每個音節(jié)的每個和聲音節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的卡拉OK設(shè)備，其中的存儲裝置還存儲代表和聲旋律模式的和聲信息，并且其中的合成裝置根據(jù)所存儲的和聲信息來移動所分析的聲音頻率，以設(shè)定上述和聲的另一種聲音頻率。
全文摘要
一種卡拉OK設(shè)備產(chǎn)生伴隨實際歌唱者的歌唱聲的卡拉OK伴音，并同時產(chǎn)生一位虛擬歌唱者的和聲。該設(shè)備中，一存儲裝置存儲該虛擬歌唱者的聲音信息。一輸入裝置收集該實際歌唱者的歌唱聲。一分析裝置分析收集的歌唱聲的聲音頻率。一合成裝置根據(jù)所分析的聲音頻率處理所存儲的聲音信息以合成具有設(shè)定得與所分析的聲音頻率相和諧的另一種聲音頻率的和聲。一輸出裝置把所收集的歌唱聲和所合成的和聲混合，并把混合的歌唱聲和和聲與卡拉OK伴音一起輸出。
文檔編號G10H1/10GK1153964SQ9610321
公開日1997年7月9日 申請日期1996年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月27日
發(fā)明者蔭山保夫, 三野浩 申請人:雅馬哈株式會社