JP6168649B2 - コード検出装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、音響信号を分析し、使用されているコードを検出するコード検出装置に関し、特に、音響信号による演奏に対して、検出されたコードによるコード演奏を容易に聞き分けることが可能なコード検出装置及びプログラムに関する。

ポピュラーやロック系の音楽を小編成のバンドで演奏する場合、和音から構成されるコードが記載されたコード譜やリードシートと呼ばれるメロディとコード進行のみが書かれた楽譜を使用して演奏が行われる。楽曲のコード進行を採譜する作業は、特別な音楽的知識を有する専門家でないと困難であるため、演奏音が収録された音楽ＣＤ等の音源から出力される音響信号に基づいて、コンピュータを使用したコード検出装置によりコードを検出することが行われていた。

この種のコード検出装置は、例えば特許文献１に記載されるように、音響信号が入力されることで、所定の時間毎の各音階音のレベル、平均的なビート間隔と各ビートの位置、拍子と小節線位置、ベース音、各小節のコードをそれぞれ検出するものである。コードを検出する際には、複数のコード候補が検出され、検出されたコードはコンピュータの内蔵音源でコード演奏が可能なように構成されている。

コード検出装置では、図７に示すように、音響信号を波形記憶手段１に記録するとともに、波形記憶手段１のデータからコード検出部３１でコードを検出してコード演奏情報ファイル３に記録する。そして、加算器６において、音響信号が記録された波形記憶手段１からデータ波形用バッファ２を介して入力されるデータに対して、ソフトウェア音源４により作成されたコードに対応する波形データがコード波形用バッファ５を介して加算されることで、重畳された音楽データが再生バッファ７を介して再生デバイス（音再生手段）８で再生される。再生デバイス（音再生手段）８による再生は、ステレオ若しくはモノラルで行われるが、ステレオの場合、右チャネル用スピーカで音響信号及びコード演奏の右チャネル側が、左チャネル用スピーカで音響信号及びコード演奏の左チャネル側が再生される。コード検出結果は表示部９で表示される。
コード検出装置で検出されたコードが誤りである場合は、前記音楽データ中の音響信号による演奏とコードによるコード演奏を聴き比べ、正しいコードを指定することによりコードの修正を行うことが必要となる。

特許第４７６７６９１号公報

しかしながら、上述のコード検出装置によれば、音響信号（検出元の波形）とコード演奏とが重畳されて再生される（例えば、同じスピーカで鳴らす）ため、音響信号による音と、コード演奏による音とを聴き分けることが困難な場合があるという課題が存在した。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、検出されたコードによる演奏が音響信号に適合しているかを確認するに際して、音響信号とコード演奏の音の比較を容易に行うことができるコード検出装置及びコード検出プログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本発明のコード検出装置（請求項１）は、次の各構成を含むことを特徴としている。
音響信号を分析し、前記音響信号において演奏されているコードを検出するコード検出手段。
前記音響信号の特定範囲を演奏するデータ演奏手段。
前記特定範囲において検出されたコードを内蔵音源で演奏するコード演奏手段。
前記データ演奏手段及びコード演奏手段による演奏を同時に再生する第１のチャネル及び第２のチャネルを有する音再生手段。
そして、前記音再生手段による再生は、前記データ演奏手段による演奏を前記第１のチャネル（例えば左チャネル）で再生し、前記コード演奏手段による演奏を前記第２のチャネル（例えば右チャネル）で再生する。

請求項２は、請求項１のコード検出装置において、前記データ演奏手段及び前記コード演奏手段による演奏が繰り返し行われることを特徴としている。

請求項３は、請求項１のコード検出装置において、
前記音再生手段は、
前記データ演奏手段による演奏を前記第１のチャネルで再生し、前記コード演奏手段による演奏を前記第２のチャネルで再生する個別演奏モードと、
前記データ演奏手段による演奏と前記コード演奏手段による演奏を前記第１及び第２のチャネルで重畳して再生する通常演奏モードと、
を切り換えるモード切換部を備えたことを特徴としている。

請求項４は、音響信号を分析し、前記音響信号において演奏されているコードを検出するコード検出プログラムであって、
指定された特定範囲の音響信号を繰り返し演奏するデータ演奏と、前記特定範囲において前記検出されたコードを内蔵音源で繰り返し演奏するコード演奏とを同時に再生するに際し、
前記データ演奏を音再生手段が有する第１のチャネルで再生する手順と、
前記コード演奏を音再生手段が有する第２のチャネルで再生する手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴としている。

本発明のコード検出装置及びコード検出プログラムによれば、データ演奏手段による演奏を音再生手段の第１のチャネルで再生し、コード演奏手段による演奏を音再生手段の第２のチャネルで再生するので、データ演奏とコード演奏を同時に再生した場合に、両者の音を聴き分けて比較し易くすることができる。

また、モード切換部を設け、個別演奏モードと通常演奏モードとの切り換えを可能とすることで、データ演奏とコード演奏とを聴き分けるに際して、より比較し易くすることができる。

本発明のコード検出装置のハードウエア構成を示すブロック図である。 本発明のコード検出装置の主要な構成を示すブロック図である。 コード検出装置の表示部に表示される画面（コード検出時）の一例である。 コード検出装置のコード演奏情報ファイルに記憶されるデータ例を示す表である。 コード検出装置の表示部に表示される画面の他の例である。 コード検出装置の表示部に表示される画面（コード修正時）の一例である。 従来のコード検出装置の主要な構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら本発明のコード検出装置について説明する。

コード検出装置のハードウエアは、パーソナルコンピュータ等の汎用情報処理装置によって実現することができる。図１は、コンピュータ上に構築されたコード検出装置のハードウエア構成を示すブロック図であり、バス１０に対して、ディスプレイ１１、マウス１２、キーボード１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、ＣＰＵ１６、ＨＤＤ１７、ディスクドライブ１８、ＭＩＤＩインターフェイス１９、オーディオインターフェイス２０、ネットワークインターフェイス２１を接続して構成されている。

コンピュータのＨＤＤ１７には、ＭＩＤＩインターフェイス１９、オーディオインターフェイス２０若しくはネットワークインターフェイス２１を介して音響信号を取り込んでコードを検出するためのコード検出プログラムが、ディスクドライブ１８に装着された記録媒体からインストールされ、若しくはインターネットを介して所定のＵＲＬよりダウンロードされている。

ＣＰＵ１６は、上記の手順によりインストール又はダウンロードされた所定の制御プログラム（コード検出プログラム）に従って各種処理（各ステップ）を実行し、コード検出装置全体を制御するものであり、波形記憶手段１及びコード演奏情報ファイル３を要部機能として備えることで、取り込んだ音響信号を電子情報として記憶し、記憶した情報からコードを検出してディスプレイ（表示部）１１に表示可能とするとともに、再生デバイス（音再生手段）８を備えることで、ＲＯＭ１４に記憶されたソフトウェア音源４を使用して検出されたコードに相当するコード音を演奏（コード演奏）可能としている。
ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１６での処理に使用される情報を一時記憶するものである。

図２は、コード検出プログラムを組み込むことでコンピュータ上に構築されたコード検出装置の主要構成を示すブロック図である。コード検出装置は、音響信号からコードを検出するコード検出手段３０と、音響信号によるデータ演奏、及び、検出されたコードによるコード演奏を行う演奏手段４０により構成されている。

コード検出手段３０は、演奏曲に対応する音響信号が記憶された波形記憶手段１と、音響信号に対してコードを検出するコード検出部３１と、検出されたコードの情報を記憶するコード演奏情報ファイル３と、音響信号から検出されたコード等の検出結果を液晶ディスプレイ等で表示する表示部９により構成されている。
コード検出手段３０は、図１のハードウエア資質との対応では、ディスプレイ１１、マウス１２、キーボード１３、プログラムを実行するＣＰＵ１６、ワーキングメモリとなるＲＡＭ１５で構成される。

演奏手段４０は、音響信号の左右チャネルの各波形信号を一時的に記録する波形用バッファ２と、各波形信号同士の加算を行って左チャネル再生信号を得る加算器６ａと、音源（内蔵音源）が記憶されるシフトウェア音源４と、内蔵音源によって再現される和音から成るコード音の左右チャネルの波形信号を一時的に記憶するコード波形用バッファ５と、コード音の各波形信号同士の加算を行って右チャネル再生信号を得る加算器６ｂと、各再生信号を一時的に記録する再生バッファ７と、各再生信号に対応する音を再生する再生デバイス（音再生手段）８を備えて構成されている。再生デバイス（音再生手段）８は、２チャネル分のスピーカを有するヘッドフォンを備えて構成されている。
演奏手段４０は、図１のハードウエア資質との対応では、ディスプレイ１１、マウス１２、キーボード１３、プログラムを実行するＣＰＵ１６、ワーキングメモリとなるＲＡＭ１５、オーディオインターフェイス２０で構成される。
本発明の特徴的な構成は、再生デバイス（音再生手段）８において、音響信号の波形信号によるデータ演奏を左チャネル（第１のチャネル）で再生し、検出したコードに対応する波形信号によるコード演奏を右チャネル（第２のチャネル）で再生することである。

以下、コード検出手段３０及び演奏手段４０の動作について説明する。
コード検出手段３０は、音楽ファイル、ＣＤ等のオーディオトラック又はオーディオインターフェイスから取り込まれた音響情報を分析し、その楽曲のテンポ、拍子、１拍目位置（各小節の開始位置）、コードを既存の技術を使用して検出する。コード検出については、例えば特許４７６７６９１号に記載された技術で行われるが、以下、簡単に説明する。

コード検出部３１では、波形記憶手段１に記憶された音響信号に対してコード検出期間を設定し、コード検出音域、例えばＣ３からＡ６の各音階音のコード検出期間における周波数データの平均的なレベルを計算し、これが大きな値を持つ音階音から順に数個の音名を検出し、これと検出が行われているベース音の音名からコード候補を抽出する。
この際、必ずしもレベルが大きな音がコード構成音であるとは限らないので、複数の音名の音を例えば５つ検出し、その中の２つ以上をすべての組み合わせで抜き出して、これとベース音の音名とからコード候補の抽出が行われる。コード候補の抽出が行われた後、予め設定された基準に基づいて一つのコードが選択されて抽出される。

コードの抽出が行われると、表示部９に図３に示すような検出結果の画面が表示される。
図３は、液晶画面で構成された表示部９に表示される画面例を示すもので、４／４拍子、４小節の曲からコードを検出した場合を示している。曲のテンポはＢＰＭ＝１２０（４分音符の長さが０．５秒）であるとする。
画面例においては、１，２，３，４の小節毎に、コードであるＧ，Ｆ，Ａｍ，Ｃが表示され、小節上部に配される帯状部の任意の小節線位置に、演奏開始マーカー５１と演奏終了マーカー５２がそれぞれ表示されている。演奏開始マーカー５１と演奏終了マーカー５２の位置は、ユーザによりマウス１２の操作で指定できるように構成されている。演奏開始マーカー５１及び演奏終了マーカー５２の上方には、演奏開始ボタン５３、演奏停止ボタン５４、繰り返し演奏ボタン５５、個別演奏モードと通常演奏モードを切り換えるモード切換部５６が表示されている。
ボタン操作による具体的な演奏の仕方については後述する。

コード検出部３１でコードの検出が行われると、検出したコードを音で確認するためのコード演奏情報ファイルが作成され、コード演奏情報ファイル３に記録される。コード演奏情報ファイルは、ＳＭＦ（スタンダードＭＩＤIファイル）に準じた公知の形式で構成される。ＳＭＦの時間分解能は４８０とする。
作成されたＳＭＦの内容は、例えば図４に示すようなデータで構成される。図４の表では、上から順に１小節〜４小節が表示されている。イベントタイムは、演奏開始からの経過時間（Tick Time）を表す。ステータスは、イベントの種類とＭＩＤＩチャネルを表す。「９０」は発音開始、「８０」は発音停止を意味する。「ノートＮｏ．」は音程を表す。「べロシティ」は音の強さを表す。

例えば、１小節目の「ノートＮｏ．」に現れる「２Ｂ」「３Ｅ」「４３」「４７」は、コード「Ｇ」の「ベース音ソ」、コード「Ｇ」の「構成音レ」、コード「Ｇ」の「構成音ソ」、コード「Ｇ」の「構成音シ」をそれぞれ示している。
また、拍子やテンポを確認するため、メトロノーム等の発音用演奏イベントのデータを含むようにしてもよい。

図５は、表示部９で表示される画面の他の例を示すもので、図４のデータに対応している。図５では、図３と同じコード、すなわち、１，２，３，４の各小節に対して、Ｇ，Ｆ，Ａｍ，Ｃのコードが表示されている。この表示画面によれば、コードを五線の音符及びピアノロールで示すことで、コードに対応する和音の音階が解るようになっている。

コード検出装置では、元の波形データ（音響信号）を再生したデータ演奏と、音響信号から検出したコードをソフトウェア音源で鳴らした音（コード演奏）を聴き比べることで、コードが正しいかどうかをユーザが確認する作業が行われる。
演奏開始ボタン５３がクリックされた場合、演奏手段４０により、演奏開始マーカー位置５１から演奏終了マーカー位置５２までの小節が演奏され、繰り返し演奏ボタン５５がクリックされた場合、この間の特定範囲の小節が繰り返し演奏される。

モード切換部５６がクリックされることで、個別演奏モードと通常演奏モードとが順次切り換えられる。個別演奏モードとは、再生デバイス８において、元の波形データ（音響信号）によるデータ演奏を左チャネルから、ソフトウェア音源のコード演奏を右チャネルから発音する再生形態である。通常演奏モードとは、再生デバイス８において、データ演奏及びコード演奏の左チャネルデータを左チャネルから、データ演奏及びコード演奏の右チャネルデータを右チャネルから発音する再生形態である。
演奏停止ボタン５４がクリックされた場合は、演奏手段４０は演奏を中止する。

モード切換部５６により個別演奏が選択されている場合、演奏手段４０による音再生は以下に示す手順で行われる。
指定された所定時間分の波形（音響信号）を波形記憶手段１から読み出し、データ波形用バッファ２への書込みを行う。
同上の所定時間分のＭＩＤIイベントをコード演奏情報ファイル３から読み出し、ソフトウェア音源４に与える。ソフトウェア音源４は、与えられた情報に対応する内蔵音源から所定時間分の波形の生成を指示する。生成された波形はコード波形用バッファ５へ書き込まれる。ソフトウェア音源４を用いての波形を作成し再生デバイス８で発音することは既存の技術で行われる。

加算器６ａでデータ波形用バッファ２の左チャネルと右チャネルのデータを加算し、左チャネルのデータとして再生バッファ７に書き込む。
加算器６ｂでコード波形用バッファ５の左チャネルと右チャネルのデータを加算し、右チャネルのデータとして再生バッファ７に書き込む。
再生バッファ７の書込みが完了すると、再生デバイス８はそのデータの再生を行う。この時、元の波形（音響信号）を再生したデータ演奏は左チャネルで再生され、検出したコードをソフトウェア音源で鳴らしたコード演奏は右チャネルで再生される。その結果、データ演奏とコード演奏とを容易に聴き比べることができ、楽曲に対して正確なコードが検出されているかを容易に判断することができる。
また、左右チャネルで再生する音を逆にし、データ演奏を左チャネルで再生し、コード演奏を左チャネルで再生してもよい。

モード切換部５６により通常演奏が選択されている場合、演奏手段４０による音再生は以下に示す手順で行われる。
上述した個別演奏時と同様に、波形（音響信号）を波形記憶手段１から読み出し、データ波形用バッファへ２への書込みを行う。
個別演奏時と同様に、所定時間分のＭＩＤIイベントをコード演奏情報ファイル３から読み出し、ソフトウェア音源４に与える。ソフトウェア音源４では、与えられた音源に対して所定時間分の波形の生成を指示する。生成された波形はコード波形用バッファ５へ書き込まれる。

再生デバイス８により処理中ではない再生バッファ７へのデータの書き込みが行われる。この書込みは、データ波形用バッファ２とコード波形用バッファ５の同タイミングのデータを加算しながら行われる。すなわち、データ演奏の左チャネルデータとコード演奏の左チャネルデータとが左チャネルデータとして書き込まれ、データ演奏の右チャネルデータとコード演奏の右チャネルデータとが右チャネルデータとして書き込まれる。この部分の処理が個別演奏の時の処理と異なるものである。この処理に対応するブロック図は、従来例の図７と同じになる。
再生バッファ７の書込みが完了すると、再生デバイス８は書き込まれたデータの再生を行う。この時、データ演奏及びコード演奏の左チャネルデータは左チャネルで、データ演奏及びコード演奏の右チャネルデータは右チャネルで、それぞれデータ演奏とコード演奏とが重畳された再生が行われる。

続いて、演奏曲に対して正確なコードが検出されていない場合のコード修正処理について説明する。
図３の演奏開始マーカー５１と演奏終了マーカー５２との間の演奏（コード演奏及びデータ演奏）を試聴し、コードＦについて正確なコードが検出されていないと判断した場合、変更したいコードＦの小節間に演奏開始マーカー５１と演奏終了マーカー５２を設定するとともに、コードＦの小節部分５７をクリックし、ホップメニュー６０を表示させる。
ホップメニュー６０には、既に検出されている複数コード候補（この例の場合、Ｆ，ＦＭ７，Ｆ７，Ｆsus４）が表示され、現在選択中のコード（Ｆ）６１の左端に印６２が表示されている。
カーソル７０を変更したいコード候補（Ｆ７）６３に合わせると、コード（Ｆ７）に対応するコード演奏と、そのコード区間のデータ演奏が上述した要領で行われ、聴き比べることができる。試聴により正しいと判断したコード候補をクリックすると、その小節部分５７について、コード（この例の場合、Ｆ７）が選択されることでコードの修正が行われる。
また、任意のコード６４を選択した場合には、ダイアログボックス（図示せず）が表示され、ホップメニュー６０のコード候補にないコードを手動で入力できるように構成されている。

上述したコード検出装置によれば、再生バッファ７及びデータ波形用バッファ２に対応するデータ演奏手段によるデータ演奏を再生デバイス（音再生手段）８の左チャネルで再生し、再生バッファ７及びコード波形用バッファ５に対応するコード演奏手段による演奏を再生デバイス（音再生手段）８の右チャネルで再生するので、データ演奏とコード演奏が同時に再生された場合に、両者の音を聴き分けて比較し易くすることができる。
また、モード切換部５６を設け、個別演奏モードと通常演奏モードとを切り換えて試聴することにより、個別演奏時における左右チャネルの音の違いを認識し易くすることで、演奏曲に対して正確なコードが検出されているかについて、より正確な判断を可能とすることができる。

１…波形記憶手段、 ２…データ波形用バッファ、 ３…コード演奏情報ファイル、 ４…ソフトウェア音源、 ５…コード波形用バッファ、 ６…加算器、 ７…再生バッファ、 ８…再生デバイス（音再生手段）、 ９…表示部、 ３０…コード検出手段、 ３１…コード検出部、 ４０…演奏手段。

Claims (4)

1. 音響信号を分析し、前記音響信号において演奏されているコードを検出するコード検出手段と、
   前記音響信号の特定範囲を演奏するデータ演奏手段と、
   前記特定範囲において検出されたコードを内蔵音源で演奏するコード演奏手段と、
   前記データ演奏手段及びコード演奏手段による演奏を同時に再生する第１のチャネル及び第２のチャネルを有する音再生手段と、を備え、
   前記音再生手段による再生は、
   前記データ演奏手段による演奏を前記第１のチャネルで再生し、
   前記コード演奏手段による演奏を前記第２のチャネルで再生する
   ことを特徴とするコード検出装置。
2. 前記データ演奏手段及び前記コード演奏手段による演奏が繰り返し行われる請求項１に記載のコード検出装置。
3. 前記音再生手段は、
   前記データ演奏手段による演奏を前記第１のチャネルで再生し、前記コード演奏手段による演奏を前記第２のチャネルで再生する個別演奏モードと、
   前記データ演奏手段による演奏と前記コード演奏手段による演奏を前記第１及び第２のチャネルで重畳して再生する通常演奏モードと、
   を切り換えるモード切換部を備えた請求項１に記載のコード検出装置。
4. 音響信号を分析し、前記音響信号において演奏されているコードを検出するコード検出プログラムであって、
   指定された特定範囲の音響信号を繰り返し演奏するデータ演奏と、前記特定範囲において前記検出されたコードを内蔵音源で繰り返し演奏するコード演奏とを同時に再生するに際し、
   前記データ演奏を音再生手段が有する第１のチャネルで再生する手順と、
   前記コード演奏を音再生手段が有する第２のチャネルで再生する手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするコード検出プログラム。