JP5440961B2 - 演奏教習装置、演奏教習方法およびプログラム - Google Patents
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Description
また、本発明の演奏教習方法は、演奏練習装置に用いられる演奏練習方法であって、前記演奏練習装置は、アドバイスを生成し、このアドバイスが生成された後、所定の曲を演奏することにより得られる演奏データに基づいて、当該演奏の達成度を取得し、この取得された達成度、及び当該取得された達成度より以前に取得された達成度に基づいて達成度変化量を算出し、前記以前に取得された達成度、達成度変化量及び前記生成されたアドバイスを一組とするデータ群を、所定のメモリに記憶させ、前記メモリに記憶された複数組のデータの中から、前記取得された達成度に基づいて算出される達成度ランク、当該取得された達成度と以前に取得された達成度との差に基づいて設定された達成度変化量ランク及びアドバイスの種類に基づいて設定される価値関数テーブルの中から、達成度ランク及び達成度変化量ランクが同じでかつ価値が最大となるアドバイスの種類を特定し、当該特定された種類のアドバイスを生成するように制御する、ことを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、アドバイスを生成するアドバイス生成ステップと、このアドバイス生成ステップによるアドバイスが生成された後、所定の曲を演奏することにより得られる演奏データに基づいて、当該演奏の達成度を取得する取得ステップと、この取得ステップにより取得された達成度、及び当該取得された達成度より以前に取得された達成度に基づいて達成度変化量を算出する算出ステップと、前記以前に取得された達成度、達成度変化量及び前記生成されたアドバイスを一組とするデータ群を、所定のメモリに記憶させる記憶ステップと、前記メモリに記憶された複数組のデータの中から、前記取得された達成度に基づいて算出される達成度ランク、当該取得された達成度と以前に取得された達成度との差に基づいて設定された達成度変化量ランク及びアドバイスの種類に基づいて設定される価値関数テーブルの中から、達成度ランク及び達成度変化量ランクが同じでかつ価値が最大となるアドバイスの種類を特定するとともに、前記アドバイス生成ステップにおいて、当該特定された種類のアドバイスを生成するように制御するアドバイス制御ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
[第1実施形態]
A.構成
図1は、第1実施形態による演奏評価装置100の全体構成を示すブロック図である。この図において、鍵盤10は、演奏入力(押離鍵操作)に応じたキーオン/キーオフイベント、鍵番号およびベロシティ等を含む演奏情報を発生する。スイッチ部11は、装置パネルに配設される各種操作スイッチを有し、ユーザ操作されるスイッチ種に対応したスイッチイベントを発生する。スイッチ部11に配設される主要なスイッチとしては、例えばパワーオンオフする電源スイッチの他、手本(模範演奏)となる曲データを選択する曲選択スイッチや、動作の終了を指示する終了スイッチ等がある。
次に、図2〜図9を参照して上記構成による演奏評価装置100の動作を説明する。以下では、CPU13が実行するメインルーチン、該当箇所特定処理、演奏判定処理、達成度算出処理、変数更新処理およひアドバイス処理の各動作について述べる。なお、該当箇所特定処理は距離算出処理およびDPマッチング処理を含み、変数更新処理は最大Qアクション処理を含む。
図2は、メインルーチンの動作を示すフローチャートである。演奏評価装置100がパワーオンされると、CPU13は図2に図示するメインルーチンを実行してステップSA1に処理を進め、装置各部を初期化するイニシャライズを行う。イニシャライズが完了すると、CPU13はステップSA2に進み、終了操作が為された否かを判断する。終了操作が為されなければ、判断結果は「NO」になり、ステップSA3に進む。
次に、図3を参照して該当箇所特定処理の動作を説明する。上述したメインルーチンのステップSA4(図2参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図3に図示するステップSB1に処理を進め、レジスタdoDistMinに初期値となる所定値をストアする。レジスタdoDistMinに格納される初期値が意図するところについては追って述べる。
次に、図4を参照して距離算出処理の動作を説明する。上述した該当箇所特定処理のステップSB6(図3参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図4に図示するステップSC1に処理を進め、レジスタiHandに「0」をストアする。レジスタiHandの値は、曲データ中のパートを指定する。具体的には、「0」の場合に曲データ中の右手パートを指定し、、「1」の場合に曲データ中の左手パートを指定し、「2」の場合に曲データ中の左右両パートを指定する。以下、レジスタiHandの値をパート指定データiHandと称す。
次に、図5〜図6を参照してDPマッチング処理の動作を説明する。上述した距離算出処理のステップSC3(図4参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図5に図示するステップSD1に処理を進め、音符データを指定するポインタIに初期値「0」をセットする。
次に、図7を参照して演奏判定処理の動作を説明する。前述したメインルーチンのステップSA5(図2参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図7に図示するステップSE1に処理を進め、音符データを指定するポインタIに初期値「0」をセットする。
次に、図8〜図9を参照して達成度算出処理の動作を説明する。前述したメインルーチンのステップSA6(図2参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図8に図示するステップSF1に処理を進め、レジスタmeに先頭ノート(曲頭の音)の音符データをストアする。続いて、ステップSF2では、曲データ中の全ての音符データを読み出し終えたかどうかを判断する。全ての音符データを読み出し終えていなければ、判断結果は「NO」になり、ステップSF3に進む。
強化学習の一種であるQ学習では、『現在のルールに従って行動を行い、それにより得られた報酬から価値関数(ルール評価)を作成すると共に、現在の価値関数から最適なルールを作成する』ことが知られている。
value[prevAchieve][prevChange][prevAction]
←
v+alpha×(gamma×afterQ−v+reward)…(1)
なお、上記(1)式において、alphaは学習率、gammaは割引率、rewardは報酬(達成度achieveValue)である。
次に、図11を参照して最大Qアクション処理の動作を説明する。上述した変数更新処理のステップSG8(図10参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図11に図示するステップSH1に処理を進める。ステップSH1〜SH3では、アクション番号検索ポインタi、最大Qアクション価値maxQおよびアクション種別indexをそれぞれゼロクリアする。
次に、図13を参照してアドバイス処理の動作を説明する。前述したメインルーチンのステップSA8(図2参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図13に図示するステップSJ1に進み、「0」又は「1」の乱数値を発生させてレジスタrndにストアし、続くステップSJ2では、レジスタrndの乱数値が「1」であるか否かを判断する。レジスタrndの乱数値が「0」であると、判断結果は「NO」になり、ステップSJ3に進み、アドバイス種別の数の範囲で乱数を発生させ、発生させた乱数値をアドバイス種別actionにセットした後、後述のステップSJ5に進む。
次に、図14〜図16を参照して第2実施形態について説明する。第2実施形態の構成は、第1実施形態と共通するので、その説明については省略する。第2実施形態が第1実施形態と相違する点は、第1実施形態では達成度achieveValueを向上させるのに最も効果的(最大Qアクション価値maxQ)なアドバイスをユーザに与えるのに対し、第2実施形態では練習意欲を向上させ、練習時間を長くするのに最も効果的(最大Qアクション価値maxQ)なアドバイスをユーザに与えることにある。
図15を参照して第2実施形態による変数更新処理の動作を説明する。前述した第1実施形態と同様、メインルーチンのステップSA7(図2参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図15に図示するステップSK1に処理を進め、前回の練習時間lenPreをレジスタstate1(以下、状態変数state1と称す)にストアし、続くステップSK2では、今回の開始時刻timeから前回の終了時刻timePreを減算して得た練習間隔をレジスタstate2(以下、状態変数state2と称す)にストアする。
value[state1Pr][state2Pr][prevAction]
←
v+alpha×(gamma×afterQ−v+reward)…(2)
なお、上記(1)式において、alphaは学習率、gammaは割引率、rewardは報酬(練習時間の長さlen)である。
次に、図16を参照して第2実施形態による最大Qアクション処理の動作を説明する。上述した変数更新処理のステップSK3(図15参照)を介して本処理が実行されると、CPU13は図16に図示するステップSL1に処理を進める。ステップSL1〜SL3では、アクション番号検索ポインタi、最大Qアクション価値maxQおよびアクション種別indexをそれぞれゼロクリアする。
[請求項1]
曲を構成する各音を表す複数の音符データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される複数の音符データと、ユーザの演奏入力に応じて発生した演奏データとの比較に基づきユーザの演奏技量を評価して曲の難易度に応じた達成度を取得する達成度取得手段と、
前記達成度取得手段により取得された達成度の向上を図るのに最も効果的なアドバイスを発生してユーザに与えるアドバイス発生手段と
を具備することを特徴とする演奏教習装置。
前記アドバイス発生手段は、
前記達成度取得手段により取得された達成度から第1および第2の状態変数を生成する状態変数生成手段と、
前記状態変数生成手段により生成された第1および第2の状態変数に応じて、複数のアドバイス種別の中から最大価値のアドバイスを抽出するアドバイス抽出手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の演奏教習装置。
前記状態変数生成手段は、
前記達成度取得手段により取得された達成度から達成度ランクを取得する第1の状態変数取得手段と、
前記達成度取得手段により取得された現在の達成度と前回取得された前回の達成度との差分に応じた達成度ランク変化を取得する第2の状態変数取得手段とを備え、
前記アドバイス抽出手段は、
前記第1の状態変数取得手段が取得した達成度ランクと、前記第2の状態変数取得手段が取得した達成度ランク変化とで指定される状態において、価値関数テーブルに登録される複数のアドバイス種別の中から最大価値を有する種別のアドバイスを抽出することを特徴とする請求項2記載の演奏教習装置。
演奏入力が行われる毎に開始時刻および終了時刻を記録する時刻記録手段を更に備え、
前記状態変数生成手段は、
前記時刻記録手段により記録された前回の開始時刻および終了時刻から前回練習時間を取得する第1の状態変数取得手段と、
前記時刻記録手段により記録された今回の開始時刻および前回の終了時刻から練習間隔を取得する第2の状態変数取手段とを備え、
前記アドバイス抽出手段は、
前記第1の状態変数取得手段が取得した前回練習時間と、前記第2の状態変数取手段が取得した練習間隔とで指定される状態において、価値関数テーブルに登録される複数のアドバイス種別の中から練習時間を長くするのに最も効果的なアドバイスを抽出することを特徴とする請求項2記載の演奏教習装置。
前記アドバイス抽出手段は、
前記第1の状態変数取得手段が取得した前回練習時間と、前記第2の状態変数取手段が取得した練習間隔とで指定される状態において、価値関数テーブルに登録される複数のアドバイス種別の中から練習間隔を短くして頻繁に練習させるのに最も効果的なアドバイスを抽出することを特徴とする請求項4記載の演奏教習装置。
前記アドバイス発生手段は、
前記達成度取得手段により取得された達成度から第1および第2の状態変数を生成する状態変数生成手段と、
前記状態変数生成手段により生成された第1および第2の状態変数に応じて、Q学習理論に基づく価値関数テーブルから最大価値のアドバイスを抽出するアドバイス抽出手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の演奏教習装置。
演奏教習装置に搭載されるコンピュータに、
曲を構成する各音を表す複数の音符データと、ユーザの演奏入力に応じて発生した演奏データとの比較に基づきユーザの演奏技量を評価して曲の難易度に応じた達成度を取得する達成度取得ステップと、
前記達成度取得ステップにより取得された達成度の向上を図るのに最も効果的なアドバイスを発生してユーザに与えるアドバイス発生ステップと
を実行させることを特徴とするプログラム。
11 スイッチ部
12 表示部
13 CPU
14 ROM
15 RAM
16 音源
17 サウンドシステム
100 演奏教習装置
Claims (4)
- アドバイスを生成するアドバイス生成部と、
このアドバイス生成部によるアドバイスが生成された後、所定の曲を演奏することにより得られる演奏データに基づいて、当該演奏の達成度を取得する取得部と、
この取得部により取得された達成度、及び当該取得された達成度より以前に取得された達成度に基づいて達成度変化量を算出する算出部と、
前記以前に取得された達成度、達成度変化量及び前記生成されたアドバイスを一組とするデータ群を、所定のメモリに記憶させる記憶制御部と、
前記メモリに記憶された複数組のデータの中から、前記取得された達成度に基づいて算出される達成度ランク、当該取得された達成度と以前に取得された達成度との差に基づいて設定された達成度変化量ランク及びアドバイスの種類に基づいて設定される価値関数テーブルの中から、達成度ランク及び達成度変化量ランクが同じでかつ価値が最大となるアドバイスの種類を特定するとともに、前記アドバイス生成部を、当該特定された種類のアドバイスを生成するように制御するアドバイス制御部と、
を具備する演奏教習装置。 - 前記取得部は、
前記所定の曲を構成する各音を表す複数の音符データと、ユーザの演奏入力に応じて発生した演奏データとの比較に基づきユーザの演奏技量を評価して曲の難易度に応じた達成度を取得する、請求項1記載の演奏教習装置。 - 演奏教習装置に搭載されるコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であって、
アドバイスを生成するアドバイス生成ステップと、
このアドバイス生成ステップによるアドバイスが生成された後、所定の曲を演奏することにより得られる演奏データに基づいて、当該演奏の達成度を取得する取得ステップと、
この取得ステップにより取得された達成度、及び当該取得された達成度より以前に取得された達成度に基づいて達成度変化量を算出する算出ステップと、
前記以前に取得された達成度、達成度変化量及び前記生成されたアドバイスを一組とするデータ群を、所定のメモリに記憶させる記憶ステップと、
前記メモリに記憶された複数組のデータの中から、前記取得された達成度に基づいて算出される達成度ランク、当該取得された達成度と以前に取得された達成度との差に基づいて設定された達成度変化量ランク及びアドバイスの種類に基づいて設定される価値関数テーブルの中から、達成度ランク及び達成度変化量ランクが同じでかつ価値が最大となるアドバイスの種類を特定するとともに、前記アドバイス生成ステップにおいて、当該特定された種類のアドバイスを生成するように制御するアドバイス制御ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムを記憶した記憶媒体。 - 演奏練習装置に用いられる演奏練習方法であって、前記演奏練習装置は、
アドバイスを生成し、
このアドバイスが生成された後、所定の曲を演奏することにより得られる演奏データに基づいて、当該演奏の達成度を取得し、
この取得された達成度、及び当該取得された達成度より以前に取得された達成度に基づいて達成度変化量を算出し、
前記以前に取得された達成度、達成度変化量及び前記生成されたアドバイスを一組とするデータ群を、所定のメモリに記憶させ、
前記メモリに記憶された複数組のデータの中から、前記取得された達成度に基づいて算出される達成度ランク、当該取得された達成度と以前に取得された達成度との差に基づいて設定された達成度変化量ランク及びアドバイスの種類に基づいて設定される価値関数テーブルの中から、達成度ランク及び達成度変化量ランクが同じでかつ価値が最大となるアドバイスの種類を特定し、当該特定された種類のアドバイスを生成するように制御する、演奏教習方法。
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JP2012255855A (ja) | 楽音データ補正装置およびプログラム |
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