專利名稱：修正演唱聲以模仿標(biāo)準(zhǔn)聲的共振峰轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于轉(zhuǎn)換演唱聲的音質(zhì)的共振峰轉(zhuǎn)換裝置，并涉及采用這種共振峰轉(zhuǎn)換裝置的卡拉OK裝置。
在卡拉OK裝置中，卡拉OK歌曲的歌詞出現(xiàn)在監(jiān)視器上以便隨著歌曲的進(jìn)行提示口聲演唱。歌手跟隨顯示的歌詞演唱卡拉OK歌曲?？ɡ璒K裝置允許許多歌手一起參加演唱。然而，為了用高于一定水平的技巧演唱歌曲，可能需要某些訓(xùn)練。演唱的訓(xùn)練方法之一便是所謂發(fā)聲訓(xùn)練。在發(fā)聲訓(xùn)練中，主要練習(xí)腹式呼吸，歌手掌握了它時(shí)便能沒有舞臺(tái)恐懼地演唱。一個(gè)人的演唱技巧不僅取決于歌詞的發(fā)音清晰度及如何在整個(gè)演唱中不走調(diào)，還取決于其音質(zhì)，諸如醇厚的聲音與貧乏的聲音。音質(zhì)在很大程度上取決于人的發(fā)聲器官的外形。因此，發(fā)聲訓(xùn)練在使受訓(xùn)者掌握發(fā)出良好的演唱聲的技巧方面具有其局限性。
同時(shí)，對(duì)于人工聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，已研制出所謂和聲卡拉OK裝置及專用聲音處理器裝置。在和聲卡拉OK裝置中，將從麥克風(fēng)輸入的聲音信號(hào)變頻以生成對(duì)應(yīng)于高音或低音部分的另一聲音信號(hào)。在聲音處理器裝置中，均勻地沿頻率軸移位輸入聲音信號(hào)的共振峰來改變音質(zhì)。共振峰表示在發(fā)出元音時(shí)發(fā)聲器官的諧振特征。這一諧振特征與個(gè)人的音質(zhì)相關(guān)。
上述和聲卡拉OK裝置只在聲音信號(hào)上執(zhí)行頻率變換來移位音調(diào)。因此，這種卡拉OK機(jī)只能改變卡拉OK歌手的聲音的音高。它們不能改變音質(zhì)本身。
另一方面，上述聲音處理器裝置均勻地沿頻率軸移位歌手的共振峰。然而，演唱聲的共振峰是動(dòng)態(tài)地實(shí)時(shí)改變的，因此將這一裝置應(yīng)用在卡拉OK機(jī)中來改變演唱音質(zhì)很難使之悅耳。
因此，本發(fā)明的目的為提供一種共振峰轉(zhuǎn)換或修正裝置及采用該裝置的卡拉OK裝置，用于動(dòng)態(tài)地改變演唱聲的共振峰以修正其音質(zhì)供更好的卡拉OK演唱。
按照本發(fā)明，用于修正演唱聲來模仿標(biāo)準(zhǔn)聲的聲音修正裝置包括一個(gè)采集歌手產(chǎn)生的演唱聲的輸入部件；順序地分析采集到的演唱聲以從中抽取表示物理上激發(fā)來產(chǎn)生演唱聲的歌手本人的發(fā)聲器官的諧振特征的實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)的分析部件；與演唱聲的進(jìn)行同步工作用于順序地提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲的音質(zhì)并配置成與演唱聲的進(jìn)行相配合的參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器部件；在演唱聲的進(jìn)行期間順序地互相比較實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)與參照共振峰數(shù)據(jù)來檢測(cè)它們之間的差別的比較部件；以及按照檢測(cè)到的差別修正采集到的演唱聲的頻率特征以便模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)的修正部件。
在一種形式中，定序器部件包括存儲(chǔ)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲中臨時(shí)抽樣的參照共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)序圖的存儲(chǔ)器及與演唱聲的進(jìn)行同步從存儲(chǔ)器中檢索參照共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)序圖的定序器。
在另一種形式中，定序器部件包括存儲(chǔ)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的元音部分中臨時(shí)抽樣的一組共振峰數(shù)據(jù)元素的存儲(chǔ)器及順序地檢索與包含在演唱聲中的元音部分對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)元素以便與演唱聲的進(jìn)行同步形成參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器。最好，存儲(chǔ)器中還存儲(chǔ)表示歌手要發(fā)聲來產(chǎn)生演唱聲的一序列音素的歌詞或字?jǐn)?shù)據(jù)，及指示要發(fā)聲的各音素的定時(shí)的序列數(shù)據(jù)。定序器分析字?jǐn)?shù)據(jù)及序列數(shù)據(jù)來識(shí)別包含在演唱聲中的各元音部分，從而使定序器能夠檢索出與識(shí)別出的元音部分對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)元素。
在又一種形式中，定序器部件包括臨時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)聲音的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的存儲(chǔ)器，及順序地處理記錄的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲以從中抽取參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器。
在一種特定形式中，分析部件包含以演唱聲的頻譜的第一包絡(luò)的形式提供實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)的包絡(luò)生成器。定序器部件中包含以標(biāo)準(zhǔn)聲音的頻譜的第二包絡(luò)形式提供參照共振峰數(shù)據(jù)的另一包絡(luò)生成器。比較部件中包含微分地互相處理第一包絡(luò)與第二包絡(luò)以檢測(cè)出其間的包絡(luò)差的比較器。修正部件中包含根據(jù)檢測(cè)到的包絡(luò)差修正采集的演唱聲的頻率特征以便采集的演唱聲的頻率特征均衡到標(biāo)準(zhǔn)聲音的頻率特征上的均衡器。
按照本發(fā)明，用于產(chǎn)生伴奏演唱聲的卡拉OK音樂同時(shí)修正演唱聲以模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的卡拉OK裝置包括按照卡拉OK數(shù)據(jù)生成卡拉OK音樂的音調(diào)發(fā)生部件；連同卡拉OK音樂一起采集卡拉OK演唱者產(chǎn)生的演唱聲的輸入部件；順序地分析采集到的演唱聲以從中抽取表示物理上激發(fā)來產(chǎn)生演唱聲的卡拉OK演唱者本人的發(fā)聲器官的諧振特征的實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)的分析部件；與卡拉OK音樂的進(jìn)行同步工作用于順序地提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)并且按照卡拉OK數(shù)據(jù)與演唱聲的進(jìn)行相匹配地配置的參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器部件；順序地互相比較實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)與參照共振峰數(shù)據(jù)以檢測(cè)出其間的差別的比較部件；按照檢測(cè)出的差別修正采集的演唱聲的頻率特征以便模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)的修正部件；以及在實(shí)時(shí)基礎(chǔ)上將修正后的演唱聲混合進(jìn)生成的卡拉OK音樂中的混合器部件。
在一種特定的形式中，定序器部件包括存儲(chǔ)臨時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的元音部分中抽樣的一組共振峰數(shù)據(jù)元素的存儲(chǔ)器，及順序地檢索與包含在演唱聲中的元音部分對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)元素以便與卡拉OK音樂的進(jìn)行同步形成參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器。最好，存儲(chǔ)器中還存儲(chǔ)包含表示要由卡拉OK演唱者發(fā)聲以產(chǎn)生演唱聲的一序列音素的歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)，及包含表示要發(fā)聲的各音素的定時(shí)的序列數(shù)據(jù)的卡拉OK數(shù)據(jù)，定序器分析歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)與序列數(shù)據(jù)來識(shí)別包含在演唱聲中的各元音部分，以便定序器檢索出與識(shí)別出的元音部分對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)元素。
在典型的形式中，卡拉OK裝置還包括請(qǐng)求原先由專業(yè)歌星演唱的所要求的一支卡拉OK樂曲，以便定序部件提供表示該專業(yè)歌星的標(biāo)準(zhǔn)聲音的特定音質(zhì)的參照共振峰數(shù)據(jù)的請(qǐng)求部件。


圖1為展示作為本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例實(shí)踐的卡拉OK裝置的方框圖；圖2為展示共振峰概念的曲線；圖3為展示演唱聲的聲波圖的曲線；圖4為展示從圖3的聲波圖中抽取的共振峰的曲線；圖5為展示共振峰聲平中的時(shí)間變化的曲線；圖6為展示共振峰數(shù)據(jù)模式的圖；圖7為展示歌詞的進(jìn)行與共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)間變化之間的關(guān)系的圖；圖8為展示與本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例關(guān)聯(lián)的CPU的功能框的圖；圖9為展示用本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例處理過的演唱聲的頻譜的曲線；
圖10為展示用本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例處理過的演唱聲包絡(luò)數(shù)據(jù)的實(shí)例的曲線；圖11A為展示圖8的均衡器控制器的操作的曲線；圖11B為展示該均衡器控制器的另一種操作的曲線；圖11C為展示該均衡器控制器的又另一種操作的曲線；圖11D為展示圖8的均衡器的帶通特征的曲線；圖11E為展示該均衡器的總頻率響應(yīng)的曲線；圖12為展示顯示一首請(qǐng)求的樂曲的初始監(jiān)視器屏幕的圖；圖13為展示與本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例關(guān)聯(lián)的CPU的功能框的圖；圖14為描述共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器的操作的流程圖；及圖15為展示與本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例關(guān)聯(lián)的CPU的功能框的圖。
下面參照附圖用示例方式詳細(xì)描述本發(fā)明。
參見圖1，該方框圖展示作為本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例實(shí)踐的卡拉OK裝置。
圖中，參照數(shù)字1表示通過總線連接到卡拉OK裝置的其它部件上以控制這些部件的CPU(中央處理單元)。參照數(shù)字2表示作為CPU1的工作區(qū)暫時(shí)存儲(chǔ)各種需要的數(shù)據(jù)的RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。參照數(shù)字3表示用于存儲(chǔ)為控制整個(gè)卡拉OK裝置而執(zhí)行的程序，及用于存儲(chǔ)顯示請(qǐng)求的卡拉OK歌曲的歌詞的各種字符字體信息的ROM(只讀存儲(chǔ)器)。
參照數(shù)字4表示通過通信線路連接在卡拉OK裝置上的主計(jì)算機(jī)。從主計(jì)算機(jī)4，連同供在改變卡拉OK演唱者或歌手的音質(zhì)中使用的共振峰數(shù)據(jù)FD一起，以預(yù)定數(shù)目的樂曲為單位分配卡拉OK音樂數(shù)據(jù)KD。音樂數(shù)據(jù)KD中包括用于演奏樂曲聲的演奏數(shù)據(jù)或伴奏數(shù)據(jù)KDe、用于顯示歌詞的歌詞數(shù)據(jù)KDk、用于指示顯示的歌詞的字符的色調(diào)的順序改變的劃變序列數(shù)據(jù)KDw以及指示背景圖象或場(chǎng)景的圖象數(shù)據(jù)KDg。演奏數(shù)據(jù)KDe中包括多個(gè)稱作道的與諸如旋律、低音部與節(jié)奏等各樂部相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)串。演奏數(shù)據(jù)KDe的格式是基于所謂的MIDI(樂器數(shù)字接口)的。
下面參照?qǐng)D2至7描述共振峰數(shù)據(jù)FD。首先參照?qǐng)D2描述共振峰的一個(gè)實(shí)例。該圖中所示的是一個(gè)元音的典型頻譜的包絡(luò)。該頻譜具有五個(gè)峰值P1至P5，它們對(duì)應(yīng)于共振峰。通常，各峰值處的峰值頻率稱作共振峰頻率，而各峰值處的峰值聲平則稱作共振峰聲平。在下面的描述中，按峰值聲平的遞降次序?qū)⒏鞴舱穹宸Q作第一共振峰、第二共振峰、等等。
同時(shí)，聲波圖是利用時(shí)間軸來分析聲音的工具。聲波圖用橫向的時(shí)間軸及垂直方向的頻率軸來用圖形表示，而使聲音聲平的幅度可在灰色陰影中看出。圖3示出演唱聲的典型聲波圖。其中，深色部分表示聲平是高的。這些部分中的每一個(gè)與各共振峰對(duì)應(yīng)。例如，在時(shí)間t上，共振峰存在于部分A、B與C中。參見圖3，線A A至EE表示在各共振峰上的峰值頻率的時(shí)間變化。
圖4示出從圖3中抽取的共振峰線AA-EE。圖4中，線BB顯示隨時(shí)間流逝的相對(duì)小的改變，而線AA則隨時(shí)間明顯地改變。這表示與線AA關(guān)聯(lián)的共振峰頻率隨時(shí)間明顯地改變。
參見圖5，其中示出了用圖4的線AA表示的共振峰聲平的依賴于時(shí)間的改變的實(shí)例。如圖所示，共振峰聲平在很大程度上隨時(shí)間改變。這表示演唱聲的共振峰頻率與的共振峰聲平在口聲演唱過程中動(dòng)態(tài)地波動(dòng)。
就日本語而言，每一個(gè)輔音后面通常跟隨一個(gè)元音，由于輔音是短促的過渡音，一個(gè)人的音質(zhì)主要取決于元音的發(fā)音。另一方面，共振峰代表發(fā)出元音時(shí)歌手物理地激發(fā)的發(fā)聲器官的諧振頻率。因此，修正演唱聲的共振峰能改變音質(zhì)。為了達(dá)到這一效果，本實(shí)施例準(zhǔn)備了表示用來調(diào)節(jié)或修正演唱聲的頻率特征使得演唱聲的共振峰與參照共振峰匹配的參照共振峰的參照共振峰數(shù)據(jù)。
參照共振峰數(shù)據(jù)FD是在演唱聲上執(zhí)行共振峰轉(zhuǎn)換處理時(shí)提供作為參照的。共振峰數(shù)據(jù)FD由共振峰頻率與共振峰聲平的對(duì)組成。本實(shí)例中的共振峰數(shù)據(jù)是構(gòu)成為分別對(duì)應(yīng)于第一至第五共振峰的。圖6示出由共振峰數(shù)據(jù)FD指示的共振峰頻率及對(duì)應(yīng)的共振峰聲平。圖中上方部分表示依賴于時(shí)間的共振峰頻率改變，而下方部分則表示依賴于時(shí)間的共振峰聲平改變。本實(shí)例中，時(shí)間t上的共振峰數(shù)據(jù)FD包含“(f1，L1)，(f2，L2)，(f3，L3)，(f4，L4)，及(f5，L5)?！毕旅鎱⒄?qǐng)D7描述歌詞發(fā)聲的進(jìn)行與共振峰數(shù)據(jù)FD的序列之間的關(guān)系。圖中只示出了與第一與第二共振峰關(guān)聯(lián)的共振峰數(shù)據(jù)FD。只是為了簡(jiǎn)單起見才不示出與第三至第五共振峰關(guān)聯(lián)的其余共振峰數(shù)據(jù)FD。本實(shí)例中，示出了作為“HA RUU KA”進(jìn)行的歌詞發(fā)聲串。在時(shí)間t1與t2之間用共振峰數(shù)據(jù)FD指示的共振峰頻率是不連續(xù)的。這是因?yàn)樵跁r(shí)間t1上歌詞從“HA”改變到“RUU”，而在時(shí)間t2上由“RUU”改變到“KA”，其中包含歌詞的發(fā)聲中的元音改變。另一方面，在對(duì)應(yīng)于“HA”的時(shí)間to與t1之間的時(shí)間段中不出現(xiàn)元音改變，并在對(duì)應(yīng)于“RUU”的時(shí)間t1與t2之間的時(shí)間段上也不出現(xiàn)元音改變，其中在共振峰頻率中不包含明顯改變。反之，由于共振峰聲平受重音與聲調(diào)的影響，即使在各元音的發(fā)聲時(shí)間段中，共振峰聲平也有相當(dāng)程度的改變。從而，共振峰數(shù)據(jù)FD表示隨時(shí)間改變的共振峰狀態(tài)。
再參見圖1，參照數(shù)字5表示由調(diào)制解調(diào)器及其它必要部件構(gòu)成的控制與主計(jì)算機(jī)4的數(shù)據(jù)通信的通信控制器。參照數(shù)字6表示連接在通信控制器5上的存儲(chǔ)卡拉OK音樂數(shù)據(jù)KD與共振峰數(shù)據(jù)FD的硬盤(HDD)。參照數(shù)字7表示用紅外輻射線或其它手段連接卡拉OK裝置的遙控器。當(dāng)用戶用諸如遙控器7輸入一個(gè)樂曲碼、一個(gè)鍵及一種要求的標(biāo)準(zhǔn)音質(zhì)時(shí)，遙控器7檢測(cè)這些輸入以生成檢測(cè)信號(hào)。接收到從遙控器7發(fā)射的檢測(cè)信號(hào)時(shí)，遠(yuǎn)程信號(hào)接收器8將接收的檢測(cè)信號(hào)傳送給CPU1。參照數(shù)字9表示設(shè)置在卡拉OK裝置正面的顯示板。在顯示板9上指示選擇的樂曲碼及選擇的標(biāo)準(zhǔn)音質(zhì)的類型。參照數(shù)字10表示與顯示板9設(shè)置在同一面上的開關(guān)板。開關(guān)板10通常具有與遙控器7相同的輸入功能。參照數(shù)字11表示麥克風(fēng)，演唱聲便是通過它采集并轉(zhuǎn)換成電聲信號(hào)的。參照數(shù)字15表示由多個(gè)音調(diào)發(fā)生器構(gòu)成以根據(jù)包含在音樂數(shù)據(jù)KD中的演奏數(shù)據(jù)KDe生成曲調(diào)數(shù)據(jù)GD的聲源裝置。一個(gè)音調(diào)發(fā)生器根據(jù)對(duì)應(yīng)于一道的演奏數(shù)據(jù)KDe生成與一種音調(diào)或音品對(duì)應(yīng)的曲調(diào)數(shù)據(jù)GD。
然后麥克風(fēng)放大器12放大從麥克風(fēng)11輸入的聲音信號(hào)，并由A/D轉(zhuǎn)換器13轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將其作為聲音數(shù)據(jù)MD輸出。當(dāng)用戶用遙控器7選擇了音質(zhì)修正時(shí)，便在聲音數(shù)據(jù)MD上執(zhí)行共振峰轉(zhuǎn)換處理，然后將其作為調(diào)節(jié)或修正的聲音數(shù)據(jù)MD’饋送給加法器或混合器14。加法器14將曲調(diào)數(shù)據(jù)GD與調(diào)節(jié)后的聲音數(shù)據(jù)MD’相加或混合在一起。D/A轉(zhuǎn)換器16將得到的復(fù)合數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，然后由放大器(未示出)將其放大。將放大的信號(hào)饋送給揚(yáng)聲器(SP)17用聲音播放卡拉OK音樂與演唱聲。
參照數(shù)字18表示字符發(fā)生器。在CPU1的控制下，字符發(fā)生器18按照讀自硬盤6的歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)KDk從ROM3中讀出字體信息，并執(zhí)行劃變控制，根據(jù)劃變序列數(shù)據(jù)KDw與卡拉OK樂曲的進(jìn)行同步順序地改變顯示的歌詞的字符的彩色。參照數(shù)字19表示BGV控制器，它包含諸如激光盤等圖象記錄媒體。BGV控制器19根據(jù)圖象指定數(shù)據(jù)KDg從圖象記錄媒體上讀取與用戶為播放指定的一首請(qǐng)求的樂曲對(duì)應(yīng)的圖象信息，將讀取的圖象信息傳送給顯示控制器20。顯示控制器20將BGV控制器19饋送來的圖象信息及從字符發(fā)生器18饋送來的字體信息互相合成以在監(jiān)視器21上顯示合成結(jié)果。評(píng)分或評(píng)級(jí)裝置22評(píng)分或評(píng)級(jí)演唱，通過顯示控制器20將評(píng)分或評(píng)級(jí)結(jié)果顯示在監(jiān)視器21上。向評(píng)級(jí)裝置22饋送表示從聲音數(shù)據(jù)MD抽取的實(shí)際共振峰與標(biāo)準(zhǔn)聲音的參照共振峰之間的差別的差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd。評(píng)級(jí)裝置22累計(jì)整首歌曲的差包絡(luò)數(shù)據(jù)來為演唱評(píng)分。
下面描述與共振峰轉(zhuǎn)換處理關(guān)聯(lián)的CPU1的功能構(gòu)成。圖8示出CPU1的功能框。如圖所示，CPU1配置成執(zhí)行分配給各框的各種功能。圖中，參照數(shù)字100表示第一頻譜包絡(luò)生成器，在其中在由聲音數(shù)據(jù)MD表示的演唱聲上執(zhí)行頻譜分析來生成表示演唱聲的頻譜包絡(luò)的聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm。例如，如果檢測(cè)到圖9所示的演唱聲的頻譜，便生成圖10中所示的聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm所指示的包絡(luò)。
圖8中的參照數(shù)字200表示順序地處理音樂數(shù)據(jù)KD與共振峰數(shù)據(jù)FD的定序器。共振峰數(shù)據(jù)FD隨著卡拉OK音樂的進(jìn)行從定序器200輸出。參照數(shù)字300表示用于從參照共振峰數(shù)據(jù)FD生成與標(biāo)準(zhǔn)聲音關(guān)聯(lián)的頻譜的參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr的第二頻譜包絡(luò)生成器。如上所述，共振峰數(shù)據(jù)FD是由共振峰頻率與共振峰聲平的對(duì)構(gòu)成的，從而第二頻譜包絡(luò)生成器300逼近這些數(shù)據(jù)來合成或生成參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr。對(duì)于這一逼近，例如采用了最小平方法。
參照數(shù)字400表示由減法器410及峰值檢測(cè)器420構(gòu)成的生成均衡器控制數(shù)據(jù)的均衡器控制器。首先，減法器410從參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr中減去聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm以生成差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd。然后，峰值檢測(cè)器420計(jì)算差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd的峰值頻率與峰值聲平以將計(jì)算出的值作為均衡器控制數(shù)據(jù)輸出。
例如，圖11A中描繪了由參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr表示的包絡(luò)，而圖11B中則描繪了由聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm表示的另一包絡(luò)。然后，計(jì)算出由差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd表示的差包絡(luò)，如圖11C中所示。在本例中，峰值檢測(cè)器420檢測(cè)到對(duì)應(yīng)于包含在圖11C中的微分包絡(luò)中的四個(gè)峰值的峰值頻率Fd1，F(xiàn)d2，F(xiàn)d3與Fd4及峰值聲平Ld1，Ld2，Ld3與Ld4。將檢測(cè)結(jié)果作為均衡器控制數(shù)據(jù)輸出。
圖8中的參照數(shù)字500表示由多個(gè)帶通濾波器組成的均衡器。這些帶通濾波器具有其可調(diào)節(jié)的中心頻率與可調(diào)節(jié)的增益。濾波器的通帶頻率響應(yīng)是受均衡器控制數(shù)據(jù)控制的。例如，如果均衡器控制數(shù)據(jù)指示峰值頻率Fd1至Fd4及峰值聲平Ld1至LD4，如圖11C中所示，則將構(gòu)成均衡器500的帶通濾波器調(diào)諧成具有如圖11D中所示的單獨(dú)頻率特征，而得出如圖11E中所示的均衡器500的總頻率特征。
下面參照附圖描述本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的總體操作。參見圖1，當(dāng)用戶操作遙控器7或開關(guān)板10來指定所要求的樂曲的樂曲碼時(shí)，CPU1檢測(cè)到指定的碼并訪問硬盤6將對(duì)應(yīng)于指定的碼的音樂數(shù)據(jù)KD及共振峰數(shù)據(jù)FD從其中傳送到RAM2。同時(shí)，CPU1控制顯示控制器20在監(jiān)視器21上顯示指定的樂曲碼及對(duì)應(yīng)的樂曲名，并顯示共振峰轉(zhuǎn)換的提示。
例如，如果指定的樂曲碼為“319”及樂曲名為“KOI NO KISETSU”，便顯示如圖12中所示的初始菜單屏幕，其中分別在標(biāo)簽區(qū)30與31中指示“319”及“KOI NO KISETSU”。初始屏幕中還包含標(biāo)簽區(qū)32至35，它們能用遙控器7選擇。操作遙控器7上的一個(gè)選擇按鈕，這些標(biāo)簽區(qū)便順序地閃爍，以便用戶能選擇一種類型或模式的共振峰轉(zhuǎn)換處理。選擇了共振峰轉(zhuǎn)換時(shí)，CPU1檢測(cè)到選擇的模式，從硬盤6中將對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)FD傳送到RAM2。
在本實(shí)例中，如果選擇了寫在標(biāo)簽區(qū)33中的“ORI GI NAL”(“原聲”)，便將對(duì)應(yīng)于所請(qǐng)求的樂曲的原聲專業(yè)歌星的標(biāo)準(zhǔn)聲音的共振峰數(shù)據(jù)FD傳送到RAM2。如果選擇了標(biāo)簽區(qū)34中的“RECOMMNDATION”(“推薦”)菜單，便調(diào)出與指定的樂曲的情調(diào)或氣氛相配的標(biāo)準(zhǔn)聲音對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)FD并將其傳送到RAM2。如果選擇了標(biāo)簽區(qū)35的“STANDARD”(“標(biāo)準(zhǔn)”)菜單，便將對(duì)應(yīng)于在通常認(rèn)為是最優(yōu)方式的典型歌唱藝術(shù)中演唱指定的樂曲所抽樣的標(biāo)準(zhǔn)聲音的共振峰數(shù)據(jù)FD傳送到RAM2。如果選擇了標(biāo)簽區(qū)32的“NO CHANGE”(“不改變”)菜單，便不執(zhí)行共振峰轉(zhuǎn)換處理。
然后，在監(jiān)視器21上開始根據(jù)歌詞數(shù)據(jù)KDk顯示歌詞及根據(jù)圖象數(shù)據(jù)KDg顯示背景圖象時(shí)，卡拉OK歌手同時(shí)跟隨正在監(jiān)視器上顯示的歌詞進(jìn)行演唱。A/D轉(zhuǎn)換器13將麥克風(fēng)11輸出的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音數(shù)據(jù)MD。然后根據(jù)選擇的共振峰數(shù)據(jù)FD在用于共振峰轉(zhuǎn)換處理的CPU1的控制下處理聲音數(shù)據(jù)MD以進(jìn)行共振峰轉(zhuǎn)換處理。將得出的經(jīng)過修正的聲音數(shù)據(jù)MD′饋送給加法器14。加法器14將曲調(diào)數(shù)據(jù)GD與修正過的或調(diào)節(jié)過的聲音數(shù)據(jù)相加或混合在一起。D/A轉(zhuǎn)換器16將得到的混合數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，由放大器(未示出)將其放大及饋送給揚(yáng)聲器17供播放。
下面參照?qǐng)D8描述共振峰轉(zhuǎn)換處理的操作。當(dāng)將聲音數(shù)據(jù)MD饋送給第一頻譜包絡(luò)生成器100時(shí)，后者檢測(cè)聲音數(shù)據(jù)MD的頻譜并生成表示檢測(cè)到的頻譜的包絡(luò)的聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm。與聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm關(guān)聯(lián)的包絡(luò)峰值表示卡拉OK歌手發(fā)出的演唱聲的共振峰。
在上述圖12的初始屏幕中，如果選擇了標(biāo)識(shí)為“原聲”的菜單區(qū)33，圖8的定序器200便從硬盤6中讀取對(duì)應(yīng)于原聲歌手的共振峰數(shù)據(jù)FD，將讀出的共振峰數(shù)據(jù)傳送給RAM2。當(dāng)卡拉OK播放開始時(shí)，定序器200隨著卡拉OK音樂的進(jìn)行從RAM2中順序地讀出共振峰數(shù)據(jù)FD并將讀出的共振峰數(shù)據(jù)輸送給第二頻譜包絡(luò)生成器300。根據(jù)由共振峰數(shù)據(jù)FD表示的共振峰頻率及共振峰聲平，第二頻譜包絡(luò)生成器300生成表示標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的頻譜包絡(luò)的參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr。在本例中，共振峰數(shù)據(jù)FD是從原聲歌手的標(biāo)準(zhǔn)聲音中臨時(shí)抽樣與抽取的，從而參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr表示的包絡(luò)峰值表示原聲歌手發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)聲音的共振峰。
此后，當(dāng)將聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm及參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr饋送給均衡器控制器400時(shí)，減法器410計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm與EDr之間的差，將它表示成差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd。差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd表示提供參照的原聲歌手的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲與卡拉OK歌手發(fā)出的實(shí)際演唱聲之間的共振峰中的差別。當(dāng)將差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd饋送給峰值檢測(cè)器420時(shí)，后者根據(jù)饋入的數(shù)據(jù)EDd生成指示共振峰差的峰值頻率與峰值聲平的均衡器控制數(shù)據(jù)。
當(dāng)將均衡器控制數(shù)據(jù)饋送給均衡器500時(shí)，便根據(jù)饋入的控制數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)其均衡特征。將均衡器500的頻率特征設(shè)定為使卡拉OK歌手發(fā)出的演唱聲的共振峰模仿原聲歌手的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的共振峰。接著，當(dāng)將原始的聲音數(shù)據(jù)MD饋送給均衡器500時(shí)，后者修正聲音數(shù)據(jù)MD的頻率特征來生成經(jīng)過調(diào)節(jié)的聲音數(shù)據(jù)MD′。調(diào)節(jié)過的聲音數(shù)據(jù)MD′的共振峰逼近原聲歌手的標(biāo)準(zhǔn)聲音的共振峰。從而，當(dāng)根據(jù)調(diào)節(jié)過的聲音數(shù)據(jù)MD′播放演唱聲時(shí)，卡拉OK歌手的音質(zhì)能很好地模仿原聲歌手的音質(zhì)。
如上所述，第一較佳實(shí)施例準(zhǔn)備表示卡拉OK歌手的演唱聲的共振峰與之比較的標(biāo)準(zhǔn)聲音的共振峰的共振峰數(shù)據(jù)FD。根據(jù)比較結(jié)果，均衡器500調(diào)節(jié)從麥克風(fēng)11輸入的聲音數(shù)據(jù)MD的頻率特征。結(jié)果，能夠改變卡拉OK歌手的演唱聲的共振峰，而得到物理聲音訓(xùn)練所不能得到的修正過的音質(zhì)。例如，本實(shí)施例能使聲音單薄的卡拉OK歌手從揚(yáng)聲器中播放適合于演唱更悅耳的更具卡拉OK演唱樂趣的歌曲的醇厚的聲音。
圖1中所示的創(chuàng)造性卡拉OK裝置產(chǎn)生卡拉OK音樂來伴奏演唱聲同時(shí)修正演唱聲來模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音。在該裝置中，聲源裝置15形式的音調(diào)發(fā)生器件按照卡拉OK播放數(shù)據(jù)KDe生成卡拉OK音樂。包含麥克風(fēng)11的輸入部件連同卡拉OK音樂一起采集由卡拉OK歌手產(chǎn)生的演唱聲。CPU1中構(gòu)成的分析部件順序地分析采集的演唱聲，從中抽取表示物理地激發(fā)來產(chǎn)生演唱聲的卡拉OK演唱者本人的發(fā)聲器官的諧振特征的實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)。CPU1中同時(shí)構(gòu)成的定序器部件與卡拉OK樂曲的進(jìn)行同步操作，順序地提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)并按照卡拉OK數(shù)據(jù)KDe與演唱聲的進(jìn)行相匹配地配置的參照共振峰數(shù)據(jù)。也在CPU1中構(gòu)成的比較部件順序地互相比較實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)與參照共振峰數(shù)據(jù)以檢測(cè)它們之間的差別。配置在CPU1中的修正部件按照檢測(cè)到的差修正采集的演唱聲的頻率特征，以便模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)。包含加法器14的混合器部件在實(shí)時(shí)基礎(chǔ)上將修正過的演唱聲混合進(jìn)生成的卡拉OK音樂中。
細(xì)節(jié)上，如圖8中所示，分析部件包含以演唱聲頻譜的第一包絡(luò)EDm的形式提供實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)的第一包絡(luò)生成器100。定序器部件還包含以標(biāo)準(zhǔn)聲音的頻譜的第二包絡(luò)EDr的形式提供參照共振峰數(shù)據(jù)的第二包絡(luò)生成器300。比較部件包含微分地互相處理第一包絡(luò)EDm與第二包絡(luò)EDr以檢測(cè)它們之間的包絡(luò)差EDd的比較器或減法器410。修正部件包括根據(jù)檢測(cè)到的包絡(luò)差EDd修正采集的演唱聲MD的頻率特征，以便將采集的演唱聲的頻率特征均衡到標(biāo)準(zhǔn)聲音的頻率特征上的均衡器500。
在圖1中所示的第一實(shí)施例中，定序器部件包括存儲(chǔ)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲中臨時(shí)抽樣的參照共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)序圖的HDD6形式的存儲(chǔ)器，以及與演唱聲的進(jìn)行同步地從存儲(chǔ)器中檢索參照共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)序圖的定序器200。
下面描述作為本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例實(shí)踐的卡拉OK裝置的構(gòu)造。首先，第二實(shí)施例的整體構(gòu)造總體上與圖1的第一實(shí)施例的相同，除外用參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5取代了共振峰數(shù)據(jù)FD。這些參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5表示與元音“A”、“I”、“U”、“E”與“O”對(duì)應(yīng)的共振峰。和上述共振峰數(shù)據(jù)FD一樣，F(xiàn)D1-FD5中各元素包括指示圖2的第一至第五共振峰的共振頻率與共振峰聲平的數(shù)據(jù)。對(duì)于一組參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5，準(zhǔn)備了諸如原聲歌手的發(fā)音與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音等各式各樣的類型。
下面參照第二實(shí)施例描述與共振峰轉(zhuǎn)換處理相關(guān)的CPU1的功能構(gòu)造。圖13示出與第二實(shí)施例相關(guān)的CPU1的功能框，與前面圖8中描述的部件相同的部件用相同的參照數(shù)字表示。參見圖13，與第二實(shí)施例相關(guān)的CPU1的功能框大體上與第一實(shí)施例的相同，除外定序器200及共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600，從而將省略其它部件的描述。圖13中，定序器200順序地從RAM2中檢索參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5、歌詞數(shù)據(jù)KDk及劃變序列數(shù)據(jù)KDw。根據(jù)這些檢索到的數(shù)據(jù)，共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600生成參照共振峰數(shù)據(jù)FD。
下面參照?qǐng)D14的流程圖描述共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600的操作。首先，在步驟S1中在歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)KDk上執(zhí)行漢字到假名(kanji-to-kana)的轉(zhuǎn)換處理。例如，歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)表示漢字的字幕“KOI NO KISETSU”，漢字是日本人從中文借用的中文字符。然后將這一漢字表示轉(zhuǎn)換成平假名“KO I NO KI SE TSU”，草寫的日文音節(jié)書寫系統(tǒng)。然后在步驟S1中得到的數(shù)據(jù)上執(zhí)行51/2磅印刷體假名分隔(ruby-kanaseperation)以生成一序列表示歌詞的假名表示的音素?cái)?shù)據(jù)KK(步驟S2)。
然后抽取音素?cái)?shù)據(jù)KK中的元音部分以生成一個(gè)參照共振峰數(shù)據(jù)串(步驟S3)。將參照共振峰數(shù)據(jù)串排列成一序列參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5。例如，如果音素?cái)?shù)據(jù)KK表示一序列音素“KO I NO KI SE TSU”，則音素?cái)?shù)據(jù)KK中包含元音部分“O”、“I”、“O”、“I”、“E”與“U”，從而參照共振峰數(shù)據(jù)串中包含F(xiàn)D5、FD2、FD5、FD2、FD4與FD3，按這一次序。
同時(shí)，劃變序列數(shù)據(jù)KDw用來隨音樂的通過改變歌詞的字符的彩色。即劃變序列數(shù)據(jù)表示要演唱的歌詞的進(jìn)度。因此，在步驟S4中，按照由劃變序列數(shù)據(jù)KDw表示的歌詞進(jìn)度，順序地輸出由參照共振峰數(shù)據(jù)元素串構(gòu)成的參照共振峰數(shù)據(jù)以生成最終共振峰數(shù)據(jù)FD。
從而，共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600抽取包含在歌詞的音素中的元音部分，然后生成對(duì)應(yīng)于抽取的元音部分的參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5的串，并將由劃變序列數(shù)據(jù)KDw表示的歌詞進(jìn)度信息作用在所生成的數(shù)據(jù)串上，以提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲音的共振峰的依賴于時(shí)間的改變的共振峰數(shù)據(jù)FD。
當(dāng)將共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600生成的共振峰數(shù)據(jù)FD饋送給圖13的第二頻譜包絡(luò)生成器300時(shí)，便生成參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr。參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr表示標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的共振峰(例如，原聲歌手的共振峰)。當(dāng)將數(shù)據(jù)EDr饋送給均衡器控制器400時(shí)，它便生成表示卡拉OK歌手發(fā)出的演唱聲與原聲歌手發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)聲音之間共振峰差的差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd。在本實(shí)例中，均衡器500受差包絡(luò)數(shù)據(jù)EDd的峰值頻率與峰值聲平的控制，從而由均衡器500在頻率特征上加以補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)后的聲音數(shù)據(jù)MD′逼近標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的共振峰。結(jié)果，根據(jù)調(diào)節(jié)后的聲音數(shù)據(jù)MD′播放卡拉OK歌手的初始演唱聲，借此將卡拉OK歌手的音質(zhì)轉(zhuǎn)換成原聲歌手的音質(zhì)。
從而，按照第二較佳實(shí)施例，根據(jù)歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)KDk與劃變序列數(shù)據(jù)KDw檢測(cè)出演唱聲中的元音改變。根據(jù)檢測(cè)到的元音改變，適當(dāng)?shù)剡x擇參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5以生成動(dòng)態(tài)共振峰數(shù)據(jù)FD，借此明顯地減少與共振峰轉(zhuǎn)換處理關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)量。在按照第二實(shí)施例的卡拉OK裝置中，定序器部件包括存儲(chǔ)臨時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的元音部分中抽樣的一組共振峰數(shù)據(jù)元素FD1-FD5的HDD6形式的存儲(chǔ)器，及順序地檢索與包含在演唱聲中的元音部分對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)元素FD1-FD5以便與卡拉OK音樂的進(jìn)行同步形成參照共振峰數(shù)據(jù)EDr的共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600。細(xì)節(jié)上，HDD6中還存儲(chǔ)包含表示要由卡拉OK演唱者發(fā)聲以產(chǎn)生演唱聲的一序列音素的歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)KDk及包含表示要發(fā)聲的各音素的定時(shí)的序列數(shù)據(jù)KDw的卡拉OK數(shù)據(jù)。共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600分析歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)KDk與序列數(shù)據(jù)KDw來識(shí)別包含在演唱聲中的元音部分，從而共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600能夠檢索出對(duì)應(yīng)于識(shí)別出的元音部分的共振峰數(shù)據(jù)元素FD1-FD5。
下面描述作為本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例實(shí)踐的卡拉OK裝置的構(gòu)造。如圖15中所示，第三實(shí)施例的總體構(gòu)造大體上與圖1中所示的作為第一較佳實(shí)施例實(shí)踐的卡拉OK裝置的構(gòu)造相同，除外采用了一個(gè)聲音再生裝置。該聲音再生裝置連接在CPU總線上。在CPU1的控制下，該裝置驅(qū)動(dòng)諸如CD(緊致盤)等記錄媒體來再生標(biāo)準(zhǔn)聲音數(shù)據(jù)MDr。標(biāo)準(zhǔn)聲音數(shù)據(jù)MDr表示諸如原聲歌手的演唱聲。即在本實(shí)例中，標(biāo)準(zhǔn)聲音數(shù)據(jù)MDr是用來產(chǎn)生參照共振峰數(shù)據(jù)FD的。因此，不從主計(jì)算機(jī)4分配參照共振峰數(shù)據(jù)FD。
下面描述與第三實(shí)施例的共振峰轉(zhuǎn)換處理相關(guān)的CPU1的功能構(gòu)造。圖15示出與第三實(shí)施例相關(guān)的CPU1的功能框。圖15與圖8的差別在于用第一頻譜包絡(luò)生成器100來取代定序器200與第二頻譜包絡(luò)生成器300。第一頻譜包絡(luò)生成器100以與從演唱聲數(shù)據(jù)MD生成聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm相同的方式根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)聲音數(shù)據(jù)MDr生成參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr。然后，根據(jù)聲音包絡(luò)數(shù)據(jù)EDm與參照包絡(luò)數(shù)據(jù)EDr，均衡器控制器400生成均衡器控制數(shù)據(jù)來改變均衡器500的頻率特征。結(jié)果，被均衡器500補(bǔ)償了頻率特征的調(diào)節(jié)后的聲音數(shù)據(jù)MD′逼近標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的共振峰，借此改變卡拉OK歌手的音質(zhì)。
如上所述，第三實(shí)施例直接從標(biāo)準(zhǔn)演唱聲生成參照共振峰，并將生成的共振峰與卡拉OK歌手的共振峰比較，借此減少兩種共振峰之間的細(xì)微差別。按照第三較佳實(shí)施例，定序器部件包括臨時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)聲音的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的諸如CD的存儲(chǔ)器，及順序地處理記錄的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲來從中抽取參照共振峰數(shù)據(jù)的包絡(luò)生成器100?？ɡ璒K裝置還包括遙控器7或開關(guān)板10形式的請(qǐng)求部件，用它來請(qǐng)求所要求的原來由專業(yè)歌星演唱的卡拉OK樂曲中的一首，從而使定序器部件提供表示該專業(yè)歌星的標(biāo)準(zhǔn)聲音的特定音質(zhì)的參照共振峰數(shù)據(jù)。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。也能用示例方式提供以下的變化。
(1)在第二實(shí)施例中，共振峰數(shù)據(jù)發(fā)生器600根據(jù)參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5、歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)KDk與劃變序列數(shù)據(jù)KDw生成共振峰數(shù)據(jù)FD。顯然共振峰數(shù)據(jù)FD也能通過考慮作為旋律部分包含在播放數(shù)據(jù)KDe中的音高數(shù)據(jù)而生成。
(2)在第一與第二實(shí)施例中，完整的共振峰數(shù)據(jù)FD與一組共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5可以并存。在這一情況中，如果卡拉OK歌手指定的一首樂曲可同時(shí)獲得完整的共振峰數(shù)據(jù)FD與該組共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5，則完整的共振峰數(shù)據(jù)FD可以優(yōu)先。
(3)在第二實(shí)施例中，可對(duì)應(yīng)于歌手的姓名存儲(chǔ)多組共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5。同時(shí)，可將表示歌手的姓名的歌手姓名數(shù)據(jù)事先寫入音樂數(shù)據(jù)KD中。當(dāng)卡拉OK演唱者指定一首樂曲時(shí)，便參照對(duì)應(yīng)于指定的樂曲的音樂數(shù)據(jù)KD中的歌手姓名數(shù)據(jù)并檢索對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5的組。
(4)在第一與第二實(shí)施例中，參照共振峰數(shù)據(jù)FD或參照共振峰數(shù)據(jù)元素FD1至FD5是由共振峰頻率與共振峰聲平的對(duì)構(gòu)成的。顯然這些共振峰數(shù)據(jù)也能由對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的頻譜包絡(luò)中的峰與谷兩者的頻率與聲平的對(duì)構(gòu)成。在這一情況中，能提高參照共振峰的可行性。
如上所述，按照本發(fā)明，輸入聲音共振峰是相對(duì)于聲音頻率特征動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的，使得輸入聲音共振峰與參照聲音共振峰匹配，借此改變卡拉OK歌手的演唱聲的質(zhì)量。此外，可從歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)與劃變序列數(shù)據(jù)中檢測(cè)到共振峰數(shù)據(jù)依賴于時(shí)間的改變，從而消除事先存儲(chǔ)完整的共振峰數(shù)據(jù)的必要性。雖然用特定術(shù)語描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例，這種描述只是為了示例目的，應(yīng)當(dāng)理解可作出改變與變化而不脫離所附權(quán)利要求書的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于修正演唱聲來模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的聲音修正裝置，包括一個(gè)采集歌手產(chǎn)生的演唱聲的輸入部件；一個(gè)順序地分析采集到的演唱聲以從中抽取表示物理地激發(fā)以產(chǎn)生演唱聲的歌手本身的發(fā)聲器官的諧振特征的實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)的分析部件；一個(gè)與演唱聲的進(jìn)行同步操作以順序地提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)并配置成與演唱聲的進(jìn)行相匹配的參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器部件；一個(gè)在演唱聲的進(jìn)行中順序地互相比較實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)與參照共振峰數(shù)據(jù)以檢測(cè)它們之間的差別的比較部件；以及一個(gè)按照檢測(cè)出的差別修正采集到的演唱聲的頻率特征以便模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)的修正部件。
2.按照權(quán)利要求1的聲音修正裝置，其中該定序器部件包括存儲(chǔ)臨時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲中抽樣的參照共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)序圖的存儲(chǔ)器，及與演唱聲的進(jìn)行同步地從存儲(chǔ)器中檢索參照共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)序圖的定序器。
3.按照權(quán)利要求1的聲音修正裝置，其中該定序器部件包括存儲(chǔ)臨時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的元音部分中抽樣的一組共振峰數(shù)據(jù)元素的存儲(chǔ)器，及與演唱聲的進(jìn)行同步地從存儲(chǔ)器中順序地檢索對(duì)應(yīng)于包含在演唱聲中的元音部分的共振峰數(shù)據(jù)元素以便構(gòu)成參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器。
4.按照權(quán)利要求3的聲音修正裝置，其中該存儲(chǔ)器中還存儲(chǔ)表示要由歌手發(fā)聲來產(chǎn)生演唱聲的一序列音素的字?jǐn)?shù)據(jù)及表示要發(fā)聲的各音素的定時(shí)的序列數(shù)據(jù)，以及其中該定序器分析該字?jǐn)?shù)據(jù)與該序列數(shù)據(jù)來識(shí)別包含在演唱聲中的各元音部分使得定序器能夠檢索出對(duì)應(yīng)于識(shí)別出的元音部分的共振峰數(shù)據(jù)元素。
5.按照權(quán)利要求1的聲音修正裝置，其中該定序器部件包括臨時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)聲音的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲的存儲(chǔ)器，及順序地處理記錄的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲以從中抽取參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器。
6.按照權(quán)利要求1的聲音修正裝置，其中該分析部件包括以演唱聲的頻譜的第一包絡(luò)的形式提供實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)的包絡(luò)生成器，該定序器部件包括以標(biāo)準(zhǔn)聲音的頻譜的第二包絡(luò)的形式提供參照共振峰數(shù)據(jù)的另一包絡(luò)生成器，該比較部件包括微分地互相處理第一包絡(luò)與第二包絡(luò)以檢測(cè)它們之間的包絡(luò)差的比較器，以及該修正部件包括根據(jù)檢測(cè)出的包絡(luò)差修正采集的演唱聲的頻率特征以便將采集的演唱聲的頻率特征均衡到標(biāo)準(zhǔn)聲音的頻率特征的均衡器。
7.一種用于產(chǎn)生卡拉OK音樂來伴奏演唱聲同時(shí)修正演唱聲來模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的卡拉OK裝置，包括一個(gè)按照卡拉OK數(shù)據(jù)生成卡拉OK音樂的音調(diào)生成部件；一個(gè)連同卡拉OK音樂采集由卡拉OK演唱者產(chǎn)生的演唱聲的輸入部件；一個(gè)順序地分析采集的演唱聲以從中抽取表示物理地激發(fā)來產(chǎn)生演唱聲的卡拉OK演唱者本人的發(fā)聲器官的諧振特征的實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)的分析部件；一個(gè)與卡拉OK音樂的進(jìn)行同步操作、用于順序地提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)并按照卡拉OK數(shù)據(jù)與演唱聲的進(jìn)行相匹配地配置的參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器部件；一個(gè)順序地互相比較實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)與參照共振峰數(shù)據(jù)來檢測(cè)它們之間的差的比較部件；一個(gè)按照檢測(cè)到的差別修正采集的演唱聲的頻率特征以便模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)的修正部件；以及一個(gè)在實(shí)時(shí)基礎(chǔ)上將修正后的演唱聲混合進(jìn)生成的卡拉OK音樂中的混合器部件。
8.按照權(quán)利要求7的卡拉OK裝置，其中該定序器部件包括存儲(chǔ)臨時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的元音部分中抽樣的一組共振峰數(shù)據(jù)元素的存儲(chǔ)器，及從該存儲(chǔ)器中順序地檢索與包含在演唱聲中的元音部分對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)元素以便與卡拉OK音樂的進(jìn)行同步構(gòu)成參照共振峰數(shù)據(jù)的定序器。
9.按照權(quán)利要求8的卡拉OK裝置，其中該存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)包含表示要由卡拉OK演唱者發(fā)聲來產(chǎn)生演唱聲的一序列音素的歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)并包含表示各音素的發(fā)聲定時(shí)的序列數(shù)據(jù)的卡拉OK數(shù)據(jù)，以及其中該定序器分析歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)與序列數(shù)據(jù)來識(shí)別包含在演唱聲中的元音部分以使定序器能夠檢索對(duì)應(yīng)于識(shí)別出的元音部分的共振峰數(shù)據(jù)元素。
10.按照權(quán)利要求7的卡拉OK裝置，還包括請(qǐng)求原來由專業(yè)歌星演唱的一首要求的卡拉OK樂曲使得定序器部件提供表示該專業(yè)歌星的標(biāo)準(zhǔn)聲音的特定音質(zhì)的參照共振峰數(shù)據(jù)的請(qǐng)求部件。
11.一種用于修正演唱聲來模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的方法，包括下述步驟采集歌手產(chǎn)生的演唱聲；順序地分析采集的演唱聲以從中抽取表示物理地激發(fā)來產(chǎn)生演唱聲的歌手本人的發(fā)聲器官的諧振特征的實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)；與演唱聲的進(jìn)行同步順序地提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)并配置成與演唱聲的進(jìn)行相匹配的參照共振峰數(shù)據(jù)；在演唱聲的進(jìn)行中順序地互相比較實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)與參照共振峰數(shù)據(jù)以檢測(cè)它們之間的差別；以及按照檢測(cè)到的差別修正采集的演唱聲的頻率特征以便模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其中的順序提供步驟包括向存儲(chǔ)器供應(yīng)臨時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲中抽樣的參照共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)序圖，及與演唱聲的進(jìn)行同步地從存儲(chǔ)器中檢索參照共振峰數(shù)據(jù)的時(shí)序圖。
13.按照權(quán)利要求11的方法，其中的順序提供步驟包括向存儲(chǔ)器供應(yīng)臨時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的元音部分中抽樣的一組共振峰數(shù)據(jù)元素，及從存儲(chǔ)器中順序地檢索對(duì)應(yīng)于包含在演唱聲中的元音部分的共振峰數(shù)據(jù)元素以便與演唱聲的進(jìn)行同步地構(gòu)成參照共振峰數(shù)據(jù)。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其中的供應(yīng)步驟進(jìn)一步包括向存儲(chǔ)器供應(yīng)表示要由歌手發(fā)聲以產(chǎn)生演唱聲的一序列音素的字?jǐn)?shù)據(jù)及表示各音素的發(fā)聲定時(shí)的序列數(shù)據(jù)，以及檢索步驟進(jìn)一步包括分析字?jǐn)?shù)據(jù)與序列數(shù)據(jù)來識(shí)別包含在演唱聲中的各元音部分以便檢索對(duì)應(yīng)于識(shí)別的元音部分的共振峰數(shù)據(jù)元素。
15.按照權(quán)利要求11的方法，其中的順序提供步驟包括在存儲(chǔ)器中記錄標(biāo)準(zhǔn)聲音的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲，及順序地處理記錄的標(biāo)準(zhǔn)演唱聲以從中抽取參照共振峰數(shù)據(jù)。
16.按照權(quán)利要求11的方法，其中的順序分析步驟包括以演唱聲的頻譜的第一包絡(luò)的形式提供實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)，順序提供步驟包括以標(biāo)準(zhǔn)聲音的頻譜的第二包絡(luò)的形式提供參照共振峰數(shù)據(jù)，順序比較步驟包括微分地互相處理第一包絡(luò)與第二包絡(luò)來檢測(cè)它們之間的包絡(luò)差，以及修正步驟包括根據(jù)檢測(cè)到的包絡(luò)差修正采集的演唱聲頻率特征以便將采集的演唱聲的頻率特征均衡到標(biāo)準(zhǔn)聲音的頻率特征上。
17.一種用于生成卡拉OK音樂來伴奏演唱聲同時(shí)修正演唱聲來模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的方法，包括下述步驟按照卡拉OK數(shù)據(jù)生成卡拉OK音樂；連同卡拉OK音樂采集卡拉OK演唱者產(chǎn)生的演唱聲；順序地分析采集的演唱聲以從中抽取表示物理地激發(fā)來產(chǎn)生演唱聲的卡拉OK演唱者本人的發(fā)聲器官的諧振特征的實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)；與卡拉OK音樂的進(jìn)行同步順序地提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)并按照卡拉OK數(shù)據(jù)與演唱聲的進(jìn)行相匹配地配置的參照共振峰數(shù)據(jù)；順序地互相比較實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)與參照共振峰數(shù)據(jù)以檢測(cè)它們之間的差；按照檢測(cè)到的差修正采集的演唱聲的頻率特征以便模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)；以及在實(shí)時(shí)基礎(chǔ)上將修正過的演唱聲混合進(jìn)生成的卡拉OK音樂中。
18.按照權(quán)利要求17的方法，其中的順序提供步驟包括向存儲(chǔ)器供應(yīng)臨時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)聲音的元音部分中抽樣的一組共振峰數(shù)據(jù)元素，及順序地從存儲(chǔ)器中檢索與包含在演唱聲中的元音部分對(duì)應(yīng)的共振峰數(shù)據(jù)元素以便與卡拉OK音樂的進(jìn)行同步地構(gòu)成參照共振峰數(shù)據(jù)。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其中的供應(yīng)步驟進(jìn)一步包括向存儲(chǔ)器供應(yīng)包含表示要由卡拉OK演唱者發(fā)聲來產(chǎn)生演唱聲的一序列音素的歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)并包含表示各音素的發(fā)聲定時(shí)的序列數(shù)據(jù)的卡拉OK數(shù)據(jù)，以及其中的順序檢索步驟包括分析歌詞字?jǐn)?shù)據(jù)與序列數(shù)據(jù)來識(shí)別包含在演唱聲中的各元音部分以由此檢索對(duì)應(yīng)于識(shí)別出的元音部分的共振峰數(shù)據(jù)元素。
20.按照權(quán)利要求17的方法，還包括請(qǐng)求原來由專業(yè)歌星演唱的一首要求的卡拉OK樂曲的步驟，使得順序提供步驟提供表示專業(yè)歌星的標(biāo)準(zhǔn)聲音的特定音質(zhì)的參照共振峰數(shù)據(jù)。
全文摘要
在一種用于修正演唱聲來模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的聲音修正裝置中，麥克風(fēng)采集歌手產(chǎn)生的演唱聲。分析器順序地分析采集的演唱聲以從中抽取實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)。定序器順序地提供表示標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)并配置成與演唱聲的進(jìn)行匹配的參照共振峰數(shù)據(jù)。比較器順序地比較實(shí)際共振峰數(shù)據(jù)與參照共振峰數(shù)據(jù)來檢測(cè)它們之間的差。均衡器按照檢測(cè)到的差修正采集的演唱聲的頻率特征以便模仿標(biāo)準(zhǔn)聲音的音質(zhì)。
文檔編號(hào)G10L13/00GK1162167SQ97100410
公開日1997年10月15日 申請(qǐng)日期1997年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月18日
發(fā)明者松本秀一 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社