JP3433818B2 - 楽曲検索装置 - Google Patents
楽曲検索装置Info
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- musical
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- Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
- Indexing, Searching, Synchronizing, And The Amount Of Synchronization Travel Of Record Carriers (AREA)
Description
イメージを指定して条件に合う楽曲を選び出す装置に係
り、特に検索に必要なインデックス(索引)を自動的に
作成する楽曲検索装置に関するものである。
楽曲の曲名・歌手名・歌詞などの情報を楽音情報に加え
て格納しておき、楽曲の検索を行う提案がなされてい
る。(例えば、特開昭 62-291776号公報,特開平3-2735
85号公報記載の装置) 。また、メロディを使った楽曲の
検索として、特開平 2-54300号公報記載の装置がある。
これは、ユーザが検索したい曲のメロディを歌うと、そ
の歌声を分析して音程と音長情報を取り出し、あらかじ
め格納された複数曲のメロディ情報との比較を行って、
入力メロディと似たメロディを持つ曲を出力するように
構成したものである。
曲名・歌手名・歌詞などの書誌的項目を使った検索で
は、例えば「以前耳にした曲を捜したい」というよう
に、楽曲に関する正確な情報を持っていない場合に対応
しにくい。また、これら書誌的項目は、メロディ・ハー
モニー・リズムといった音楽的な特徴とは直接関係ない
ため、音楽的な特徴を使って検索したいというニーズに
も対応できない。これらに対応する方法として、曲のイ
メージや音楽的特徴をあらかじめ付加しておくことも考
えられるが、このような情報は人が判断して付加する必
要があり、曲数が多い場合など多大な労力が必要とな
る。
メロディによる検索装置では、書誌的項目が不明の場合
や、音楽的な特徴を直接指定したい場合にある程度有効
であるが、次のような問題点〜がある。一般にメ
ロディを伴奏なしで正確に歌うには、かなりの回数その
曲を聴く必要があり、記憶があやふやな曲、または全く
聞いたことのない曲を検索することが難しい。ボーカ
ルの入っていない器楽曲などの場合、人間が正確に歌え
ないような複雑なメロディを持つものが相当あり、検索
が困難である。メロディを正確に歌う必要があるため
精神的な緊張が伴い、人前で検索しにくいなど、検索を
行う場所が制約される。楽曲のメロディをディジタル
データとして格納しておく必要があるが、直接利用でき
る形で多数の楽曲のメロディデータを入手することは困
難で、ほとんどの場合、データベース作成時に人手を介
してデータを作成する必要があり、多大な労力が必要で
ある。
クス(索引)を自動的に作成し、作成したインデックス
をもとに音楽的な特徴や曲のイメージを指定して条件に
合う楽曲を選び出す楽曲検索装置を提供するものであ
る。
するために、下記の装置を提供するものである。 (1) 楽曲の曲名などの書誌的項目である1次的イン
デックスを格納する手段と、前記楽曲の楽音データか
ら、拍子分類データ、リズムパターン分類データ、及び
基準音に対して特定の音程差を持つ和音が出現する頻度
データのうち少なくとも1つを生成すると共に、前記楽
曲の楽音データから楽曲のテンポを表すデータを生成
し、この生成した各データを前記楽曲の音楽的特徴を示
す指標である2次的インデックスとする2次的インデッ
クス作成手段と、前記作成した2次的インデックスを格
納する手段と、検索すべき楽曲の条件を外部から入力す
る手段と、前記各インデックスと前記入力された条件を
比較する手段と、前記比較した結果に応じて検索した楽
音データを出力する手段と、を備えたことを特徴とする
楽曲検索装置。 (2) 楽曲の曲名などの書誌的項目である1次的イン
デックスを格納する手段と、前記楽曲の楽音データか
ら、拍子分類データ、リズムパターン分類データ、及び
基準音に対して特定の音程差を持つ和音が出現する頻度
データのうち少なくとも1つを生成すると共に、前記楽
曲の楽音データから楽曲のテンポを表すデータを生成
し、この生成した各データを前記楽曲の音楽的特徴を示
す指標である2次的インデックスとする2次的インデッ
クス作成手段と、前記2次的インデックスから所定の線
形結合式に基づいて前記楽曲の所定のイメージに対する
適合率を示す3次的インデックスを計算する3次的イン
デックス作成手段と、前記作成した2次及び3次的イン
デックスを格納する手段と、検索すべき楽曲の条件を外
部から入力する手段と、前記各インデックスと前記入力
された条件を比較する手段と、前記比較した結果に応じ
て検索した楽音データを出力する手段と、 を備えたこと
を特徴とする楽曲検索装置。
や、曲名などの書誌的項目である1次的インデックスが
予め装置内に格納される。これらの楽音データや1次的
インデックスをもとにして、リズム情報や和音情報など
の音楽的特徴(譜面に表現可能な客観的なデータ)を示
す2次的インデックスを抽出作成される。さらに、この
2次的インデックスをもとにして、楽曲のイメージやそ
の楽曲がふさわしい状況(主観的・感性的な特徴)を示
す3次的インデックスが作成される。1次的インデック
スや、自動的に作成された2次及び3次的インデックス
をもとにして、音楽的特徴や曲のイメージに基づく楽曲
の検索がなされる。
下、図面と共にに説明する。図1は、楽曲検索装置のブ
ロック図である。 (楽曲検索装置の全体の構成)同図において、1a及び
1bは楽曲の楽音データと、曲名などの書誌的項目であ
る1次的インデックスとを格納する手段である。楽音デ
ータはデジタルまたはアナログ音響信号であり、1次的
インデックスと合わせてCD(コンパクトディスク),
テープ,ハードディスクその他の読み出し可能な記憶媒
体に格納されている。
ら、リズム情報や和音情報などの音楽的特徴(譜面に表
現可能な客観的なデータ)を示す2次的インデックスを
抽出作成する手段である。3は前記作成した2次的イン
デックスをもとに楽曲のイメージやその楽曲にふさわし
い状況(主観的・感性的な特徴)を示す3次的インデッ
クスを作成する手段である。これらのインデックス作成
手段2,3により、作成された2次及び3次的インデッ
クスは、格納手段4,5に格納記憶される。2次的イン
デックス及び3次的インデックスの格納手段4,5は、
ハードディスク,光磁気ディスクなど読み書き可能な記
憶媒体で構成されている。
条件入力手段である。条件入力手段6は、キーボード、
マウスなどで構成されており、例えば図2に示すよう
に、1次,2次,3次的インデックスに対応したメニュ
ーの中から使用する項目を選択するようになっている。
入力された条件は、前記した格納手段1b,4,5に記
憶格納された各インデックスと、比較手段7で比較され
る。そして、比較した結果に応じて、条件に合致した楽
音データ(楽音データを再生した楽曲)や各インデック
スが、検索結果出力手段8からを出力されるように構成
されている。楽曲検索装置を構成するの各手段につい
て、詳述する。
図3は、本発明の主要部の1つである2次的インデック
ス作成手段2の具体的な構成である。楽音データの格納
手段1a(図1参照)に格納されている楽音データは、
アナログ信号である場合では、A/D変換器20にてデ
ジタルデータに変換された後、1曲分のデータが解析用
記憶装置21に格納される。そして、テンポ抽出手段
22によるテンポ,拍子の抽出、打楽器パターン検出
手段24によるリズムパターン抽出、特定和音検出手
段28による特定和音抽出がなされて、2次的インデッ
クスが作成される。
子の抽出>テンポ抽出手段22では、楽曲のテンポ,拍
子,拍子情報が抽出され、2次的インデックスとして利
用される。楽曲のテンポ,拍子は以下のようにして、抽
出される。解析用記憶装置21に格納されたデータから
音響パワーデータを求め、音響パワーデータの微分値x
(n){n=1〜N}を求める。ただしx(n)がある一定値より小
さい場合はx(n)を0とする処理を行う。x(n)は周期性を
持ち、1拍に相当する時間差で相関が高くなる性質を持
つので、x(n)に対して (1)式の演算を行う。ここで、整
数 MをN1以上、N2以下の範囲で変化させた時に(ただし
N1,N2 は、(0<N1<N2<N) を満たす整数)、B(M)最大とな
る時の M(以下これをMmaxとする)を求める。さらに
(2)式より1拍の長さτを求める。通常テンポは1分間
の拍数で表わすので、 (3)式によりテンポTEを求める。
3倍とした時のB(M)を求め、2倍時のB(M)が3倍の時よ
りも大きければ4拍子系、その逆であれば3拍子系とす
る。なお、1曲全体の拍の位置を検出し後の特定和音検
出処理において利用する。x(n)に対して、Mmax±α( 例
えばαはMmaxの10%) の周期毎にピークをチェックし、
ピークが存在すればそれを拍の位置とし、存在しなけれ
ば、次のピークが見つかるまで同様の処理を繰り返し、
その間は等均間隔で拍があるとみなす。
は、解析用記憶手段21に格納されたデータに対し、観
測窓を一定時間(例えば数msec)ずつずらしながら FFT
(離散的フーリエ変換)を行ってパワースペクトルを求
め、図4に示すような時間周波数テーブルを作成する。
以下、時間 t,周波数 fにおける時間周波数テーブルの
値をS(t,f)とあらわす。
ズムパターン抽出>次に、打楽器パターン検出手段24
によるリズムパターン(ビート)抽出について説明す
る。リズムパターンは打楽器の演奏パターンによりおお
よそ分類できると考えられるので、打楽器演奏情報の抽
出を行う。また打楽器の演奏情報を抽出利用すること
は、他の楽器の演奏情報を抽出利用することに比べ実用
的であると言える。リズムパターンの分類は、例えば
「ドラムなし」,「8ビート」,「16ビート」である
が、これらに限定するものではない。
は、検出する打楽器の代表的なパワースペクトの時間変
化情報D(t,f)が図5に示すように、打楽器の種類毎に格
納されている。打楽器パターン検出手段24では、S(t,
f), D(t,f)に対し (4)式の演算を行い、時間T における
両者の距離H(T)がある一定の値より小さくなる時間を求
め、これを打楽器が演奏された時間とみなす。
時間を1拍の長さの整数分の1の単位時間で規格化し音
符化する。例えば、通常の歌謡曲、ポピュラー音楽では
1拍の長さの12分の1程度を単位時間とすれば十分な時
間精度で演奏情報が得られる。 以上の処理を検出する
打楽器の数だけ行う。通常の歌謡曲、ポピュラー音楽で
は、数種類程度の打楽器を検出すれば十分である。
7に示すように、前記単位時間で表わした個々の打楽器
の演奏情報と総合的なリズムパターンとの関係が格納さ
れている。抽出された複数の打楽器の演奏情報を格納さ
れた演奏情報と比較し、最も近いリズムパターンをその
楽曲のリズムパターンと判定する。一例として、ハイハ
ットが8分音符を中心に構成されていてスネアが2、4
拍を中心に入っていれば、「8ビート」と判定する。ま
た打楽器が全くなければ、「ドラムなし」と判定する。
抽出>次に、音程検出手段27、特定和音検出手段28
による特定和音抽出について説明する。和音の中には、
楽曲の性格に大きく影響する特徴的なものがあると考え
られ、このような和音を検出するために、特定和音検出
手段28で、図8に示すような処理を行う。
時間周波数テーブルから一定時間以上ほぼ同じ周波数が
続く部分を有音程楽器(歌声も含む)が演奏されたとこ
ろとみなし、この部分の周波数を平均化処理した後、平
均律の音階に対応させる。時間軸は前記求めた拍の位置
に対応させる。この結果、図9に示すような音程マップ
が得られる。ところで、大部分の曲では複数の有音程楽
器が使われているが、今のところ複数の有音程楽器が混
合した音響信号から各々の楽器パートの演奏情報を分離
して検出する技術は実用的ではない。しかし和音の根音
を基準にして特定の度数を持つものを検出することは、
楽器パートの分離をしなくても可能であり、音楽的な特
徴も十分よく表わすため、実用的である。
合は4拍に1回、3拍子系の場合は3拍に1回の割合
で、前記音程マップの1拍の長さに相当する区間の最低
音を検査する。この区間で最低音の音程が変化していな
ければ、有効な区間とみなし以下の処理を行い、変化し
ていれば次の区間を検査する(図8のステップ28a,
28b,28c)。有効な区間であれば、最低音を根音
と見なし、その区間に含まれる音程全てについて最低音
との音程差(度数)を計算し、その度数があらかじめ格
納された度数データと比較し、一致していれば特定和音
とする(ステップ28d,28e,28f)。さらに、
1曲全体を通して特定和音の出現頻度を計算する(ステ
ップ28g)。
1,13度の度数を持つ「テンションコード」があげられ
るが、検出する和音はこれらに限定しない。テンション
コードは、例えばジャズで多く使われるなど、曲のジャ
ンルや雰囲気に密接に関係すると考えられる。以上の処
理により求まった「テンポ」、「特定和音の頻度」は数
値として、「拍子」、「リズムパターン」は分類コード
の形で格納され、3次的インデックス作成手段3及び比
較手段7(図1参照)で利用される。
次に、3次的インデックス作成手段3(図1参照)につ
いて説明する。2次的インデックスの情報は、「1分間
に4分音符 120のテンポ」、「8ビート」といった音楽
的な特徴(譜面に表現可能な客観的なデータ)を表わし
ており、もちろん利用者がこのような特徴を直接指定し
てもよい。しかしこの方法では若干の音楽的な知識が必
要となるので、場合によっては他の指定方法の方が望ま
しいことがある。楽曲のイメージや楽曲を聞くのに適し
た状況と前記作成した2次的インデックスの間にはある
種の相関があると考えられるので、これを利用して3次
的インデックスを作成する。まず3次的インデックスの
項目を決める。例えば、楽曲のイメージとして「明る
さ」や「モダンさ」、楽曲を聞く状況として「BGM 」や
「ドライブ」など、主観的・感性的な特徴が考えられ
る。
わす適合率Gi{i=1〜K:K は3次的インデックスの数} と
2次的インデックスの各項目の値Ej{j=1〜L:L は2次的
インデックスの数} の関係を例えば (5)式で表わし、重
み係数Wijを求める。
一部に対し人間がGiを与え、それらのEjとの関係を多変
量解析の手法により求める。Wijが求まったら (5)式に
より格納されている全ての楽曲についてGiを算出し、3
次的インデックス格納手段5(図1参照)に格納する。
ここでは線形の関係づけを行ったが、非線形の関係づけ
を行ってもよい。なお、2次的及び3次的インデックス
の作成は、楽音データ及び1次的インデックスの格納と
は独立して行うことができるので、データベース作成後
の検索項目の変更も比較的容易に行える。
した楽曲検索)前述した図1に示すように、条件入力手
段6は、キーボード、マウスなどで構成されており、例
えば図2に示すように、1次的インデックスI1 ,2次
的インデックスI2 ,3次的インデックスI3 に対応し
た検索メニューMの中から使用する項目を選択するよう
になっている。複数の項目を使用してAND 、OR条件を指
定してもよい。テンポなどに関して、数字を直接入力せ
ずに「はやい」,「おそい」などの大まかな指定をして
もよい。この場合ファジー理論を使った処理をおこなっ
てもよい。
も可能であり、この場合はキーの楽曲の2次,3次イン
デックスを使って比較する。比較手段7は、入力された
条件と1次,2次,3次インデックスデータとの比較を
行う。1次インデックスに対する比較は通常の検索と同
様である。2次インデックスに対しては、それぞれの項
目の数値または分類コードが近いものを候補とする。ま
た3次インデックスに対しては、適合率Giの大きい曲を
候補とする。検索結果は、条件にあった1曲または複数
の楽曲の曲名をはじめ1次,2次,3次インデックス情
報がモニタ画面に表示されると同時に、スピーカを通し
て音声信号として、検索結果出力手段8から再生され
る。
検索装置は以下〜のような特長を有する。音楽的
な特徴(2次的インデックス)や楽曲のイメージ(3次
的インデックス)を使って検索できるので、正確な情報
を持たない場合にも楽曲を検索することができ、利用範
囲が広がる。楽曲のイメージを使って検索する場合に
は、利用者にとっては、イメージを頼りに知らない曲に
も容易にアクセスできるので、従来に比べ実際に活用で
きる楽曲が増える。楽曲データから検索に使うインデ
ックスを自動的に抽出作成できるので、人間が判断して
付加する場合に比べ、データベース構築が大幅に省力化
される。さらに、データベース作成後の検索項目の変更
にも容易に対応できる。また、リズム情報や和音情報な
どの音楽的特徴(譜面に表現可能な客観的なデータ)を
示す2次的インデックスを抽出作成し、この2次的イン
デックスをもとにして、楽曲のイメージ(主観的・感性
的な特徴)を示す3次的インデックスを作成するように
した場合には、簡単に、実用性のあるインデックスが得
られる。メロディを直接条件として入力しないので、
どのような種類の曲にも使え、誰にでも利用でき、検索
場所も選ばずに行える。
ロック図である。
る。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】楽曲の曲名などの書誌的項目である1次的
インデックスを格納する手段と、 前記楽曲の楽音データから、拍子分類データ、リズムパ
ターン分類データ、及び基準音に対して特定の音程差を
持つ和音が出現する頻度データのうち少なくとも1つを
生成すると共に、前記楽曲の楽音データから楽曲のテン
ポを表すデータを生成し、この生成した各データを前記
楽曲の音楽的特徴を示す指標である2次的インデックス
とする2次的インデックス作成手段と、 前記作成した2次的インデックスを格納する手段と、 検索すべき楽曲の条件を外部から入力する手段と、 前記各インデックスと前記入力された条件を比較する手
段と、 前記比較した結果に応じて検索した楽音データを出力す
る手段と、 を備えたことを特徴とする楽曲検索装置。 - 【請求項2】楽曲の曲名などの書誌的項目である1次的
インデックスを格納する手段と、 前記楽曲の楽音データから、拍子分類データ、リズムパ
ターン分類データ、及び基準音に対して特定の音程差を
持つ和音が出現する頻度データのうち少なくとも1つを
生成すると共に、前記楽曲の楽音データから楽曲のテン
ポを表すデータを生成し、この生成した各データを前記
楽曲の音楽的特徴を示す指標である2次的インデックス
とする2次的インデックス作成手段と、 前記2次的インデックスから所定の線形結合式に基づい
て前記楽曲の所定のイメージに対する適合率を示す3次
的インデックスを計算する3次的インデックス作成手段
と、 前記作成した2次及び3次的インデックスを格納する手
段と、 検索すべき楽曲の条件を外部から入力する手段と、 前記各インデックスと前記入力された条件を比較する手
段と、 前記比較した結果に応じて検索した楽音データを出力す
る手段と、 を備えたことを特徴とする楽曲検索装置。 - 【請求項3】前記2次的インデックス作成手段は、 楽音データの時間周波数テーブルを作成する手段と、 楽曲のリズムパターンに密接に関係する種類の打楽器に
ついて代表的スペクトルデータを格納する手段と、 各リズムパターン毎に各打楽器の演奏タイミングを格納
する各種リズムパターン格納手段と、 前記時間周波数テーブルと前記打楽器の代表的スペクト
ルデータと前記各打楽器の演奏タイミングとを用いて楽
曲のリズムパターンを判定し、リズムパターン分類デー
タを得る打楽器パターン検出手段と、 を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の楽曲検索装置。 - 【請求項4】前記2次的インデックス作成手段は、 楽音データの時間周波数テーブルを作成する手段と、 前記時間周波数テーブルから一定時間以上一定範囲の周
波数成分が持続する部分を有意な音程として検出する音
程検出手段と、 前期音程検出手段の出力から基準音となる最低音を検出
し、基準音と特定の音程差をもつ音が存在する区間を特
定和音の存在区間とし、特定和音の出現頻度を計算し、
基準音に対して特定の音程差を持つ和音が出現する頻度
データを得る特定和音検出手段と、 を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の楽曲検索装置。
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JP09665193A JP3433818B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 楽曲検索装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09665193A JP3433818B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 楽曲検索装置 |
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JPH06290574A JPH06290574A (ja) | 1994-10-18 |
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Family
ID=14170738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09665193A Expired - Lifetime JP3433818B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 楽曲検索装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3433818B2 (ja) |
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