JPH031196A - 自動伴奏装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動伴奏装置に関し、特に歌い手によるメロデ
ィ歌唱や楽器等によるメロディ演奏に対してｆ′ｉ奏演
奏を行なう自動伴奏装置に関するものである。

（従来の技術） 歌声のメロディや楽器によるメロディに対する１′Ｆ奏
には、従来より、実際に人間が演奏する方式（方式１）
や、カラオケと呼ばれるテープやコンパクトディスクな
どに録音された演奏を再生する方式（方式２）が−数的
に用いられている。また、近年では、コンピュータによ
る自動演奏（方式３）％式％ これらの従来技術では、−曲の演奏の中でメロディの存
在すべき位置があらかじめ想定されていて、メロディ入
力者がメロディの入る位置を知った上でメロディ演奏を
行なう場合が一般的である。

」１記の方式１〜３では、その伴奏の仕方はそれぞれ、
伴奏者が演奏する（方式１）、録音したものを再生する
（方式２）、演奏データに従って自動演奏する（方式３
）と異なるものの、その伴奏の内容は固定であり、メロ
ディ演奏の内容に応じて変化するものではない。

なお、方式３は、近年の電子機器の発達や低価格化によ
り用いられるようになった方式であり、コンピュータが
演奏データに従って自動演奏を行なうものである。コン
ピュータ制御による自動演奏は、ヤマハ製のＱＸ３など
の自動演奏専用の製品や、日本電気製のＰＣ９８０１な
どの汎用コンピュータと市販の自動演奏用ソフトウェア
を用いて行なうことができる。自動演奏の制御プログラ
ムとしては、例えば、“カモンミュージック社”のＰＣ
Ｘ−ＰＣＱ８という市販のソフトウェアを用いることが
できる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、メロディ入力者が人間である以上、メロディ
入力位置を間違えてしまうことは″当然有り得る。すす
なわち、メロディが存在すべき時にメロディ入力しなか
ったり、また逆に、メロディが存在すべきでない時にメ
ロディを入力してしまう、といった誤りである。

このような時、従来方式１では、伴奏演奏者がメロディ
入力者の誤りに気が付けば、間違いに応じた伴奏演奏を
行なうことにより、メロディと伴奏とのアンサンプルが
不自然に聞こえるのを最低限に押さえることができる０
間違いに応じた伴奏演奏とは、メロディが入るべき位１
でメロディ入力がないときに伴奏者がメロディを演奏し
たり、メロディが入らない位置でメロディ入力があった
場合にメロディが入るべき位置の伴奏に切り替えたりす
る事を挙げられる。しかし、方式１では常にＥ゛ｒｒ奏
者要であり、また、伴奏者もメロディ入力者の間違いに
応じた伴奏をするための技能を必要とする。そのため、
手軽に伴奏演奏を行なうことができなかった。

方式２は、録音された演奏を再生するだけであり、メロ
ディ入力者の誤りに対処して伴奏内容を変化させる方法
を持たない、従って、メロディ入力者が気がついて修正
しないかぎり、メロディと伴奏とのアンサンプル演奏の
聞き苦しさを改善する方法はない、また、間違いに気付
いた場合でも、伴奏は中断することなく先へ進んでしま
うので、修正する場合には途中のメロディから正しい位
１位！で入力する必要があり、それは、歌唱または演奏
の初心者にとって困難な場合も多い。

方式３は、あらかじめ作成された伴奏データに従って伴
奏演奏を行なうものである。この方式では、伴奏データ
の変更を行なうことができるが、それは、伴奏演奏の前
に変更したデータを作成しておく必要があり、メロディ
の入力と同時に伴奏データを変更しながら伴奏演奏を行
なうことはできない、このように、方式２，３では、上
記の方式ｌの例で示したような、間違いに応じた伴奏演
奏は実現できなかった。

本発明の目的は、従来方式１，２．３における以上の問
題点を解決し、メロディ入力者のメロディ入力位置に間
違いがあっても、アンサンプル演奏の聞き苦しさを最低
限に押さえることができ、かつ、伴奏者を必要としない
自動伴奏装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明における第１の発明による自動伴奏装置は、メロ
ディを音響信号として入力するメロディ入力手段と、前
記メロディ入力手段より入力された音響信号を分析し、
メロディが入力されているかどうかを示すメロディ検出
情報を得るメロディ検出部と、あらかじめメロディの音
程や音長をメロディ情報として格納するメロディ格納部
と、伴奏の演奏に必要な音楽情報を伴奏データとして格
納するとともにメロディが入力されるべき曲中の位置を
メロディ入力位置として記述した伴奏データ格納部と、
前記メロディ検出部にて求められたメロディ検出情報と
前記伴奏データ格納部のメロディ入力位置からメロディ
がメロディ入力位置の指定どおりに入力されているか否
かを判断しながら前記メロディ格納部からメロディ情報
を読み込み、前記メロディ情報と前記伴奏データ格納部
の伴奏データと合わせて演奏を行なう演奏制御部とを有
する。

本発明における第２の発明による自動ｆ′Ｐ奏装置は、
メロディを音Ｕｔ＝号として入力するメロディ入力手段
と、前記メロディ人力手段より人力された音１ｇ信号を
分析し、メロディが入力されているかどうかを示すメロ
ディ検出情報を得るメロディ検出部と、あらかじめメロ
ディの音程や音長をメロディ情報として格納するメロデ
ィ格納部と、伴奏の演奏に必要な音楽情報を伴奏データ
として格納するとともにメロディが入力されるべき曲中
の位置をメロディ入力位置として記述した伴奏データ格
納部と、前記メロディ検出部にて求められた情報および
メロディ格納部のメロディ情報とから入力メロディの位
置を検出するメロディ位置検出部と、前記メロディ位置
検出部にて求められたメロディ位置に従って前記伴奏デ
ータ格納部の伴奏データを読み出し演奏を行なう演奏制
御部とを有する。

（作用） 本発明における第１の発明は、メロディが入力されてい
るかを検出するメロディ検出部を設け、メロディが入る
べき位置でメロディが入力されなければ、メロディ格納
部のメロディデータを読み込みメロディを演奏すること
によりメロディ入力者にメロディ入力を促す、というも
のである、また、メロディ検出部では、その後、メロデ
ィが入力されたかどうかを検出し、メロディ入力が検出
された時点でメロディ演奏を終了する。これにより、メ
ロディが入力される位置を忘れた場合でも、メロディ入
力者が早期にその誤りに気が付くことができ、また、そ
・の間はｉｔ奏のみでなくメロディも合わせて演奏され
ているためにアンサンプルの不自然さが軽減される。さ
らに、メロディ演奏がガイドとなるため、途中からでも
本来のメロディ演奏を容易に開始することができる。

メロディの検出は、以下に述べるように、メロディ入力
手段から入力される音響信号を分析することにより行な
う、まず、入力されるメロディの音響信号は、順次Ａ、
　／　Ｄ変換され、波形データとして収り込まれる。

波形データは分析され、時系列のパワーデータとピッチ
データに変換される。パワーデータとピッチデータを得
るには、例えば、一般に良く知られている自己相関関数
による方式を用いることができる。ピッチの抽出法には
、東海大学出版のＦデジモル音声処理Ｊ　（古井貞煕）
の５７頁から５９頁に述べられているように、さまざま
な方式が知られておりそれらの方式のうちいずれも用い
ることができる。

メロディが入力されているかどうかを示す検出情報を得
るには、求められたパワーデータのみを用いる方法、パ
ワーデータとピッチデータの両者を用いる方法が考えら
れる。パワー−データのみを用いるものには、あらかじ
め定められたパワーのしきい値を越えるかどうかでメロ
ディ入力の有無を判定する方法やパワーデータの一定時
間の累積値のしきい値を越えるかで判定する方法が考え
られる。また、パワーとピッチを併用する場合には、入
力されるべきメロディデータと求められたピッチとの照
合を行ない、メロディ入力の判定精度を増す方法が考え
られる。

本発明の自動伴奏に必要な演奏データとしては、上記で
述べたメロディ入力者のメロディ入力を促すためのメロ
ディ演奏データと、本来の目的であるＩｆ奏のための演
奏データである。また、メロディが想定されたとおりに
メロディが入力されているかを判定する際に必要な情報
として、メロディが入力されるべき曲中の位置を示す情
報がｔＶ奏データとともに格納されている０曲中の位置
とは時間軸における時刻点の集合、すなわち、区間を意
味する。

演奏時には、伴奏データを演奏しながら、一定時間ごと
に、その時点でメロディ入力が想定されているかを求め
、実際のメロディ入力がその判断と一致しているかを判
断する。その時、メロディ入力があるべきにもかかわら
ず入力がされていない場合には、メロディデータを読み
込み伴奏データとともにメロディ付きの演奏を行なう、
また、想定されたメロディ入力と実際の入力が一致する
場合には、伴奏データのみを演奏する。この時、すでに
メロディデータの演奏がされている状態であれば、メロ
ディデータの読み込みおよび演奏を中止する。

本発明における第２の発明は、メロディが入力されるべ
きでない位置でメロディ入力がされた場合に対処するた
めのもので、入力されているメロディの曲中における位
置を検出し、それが現在演奏中の伴奏位置と異なる場合
は、検出されたメロディ位置に合った伴奏開始位置を求
め、それまでの伴奏演奏を中止して、求められた伴奏開
始位置から伴奏演奏を開始する。これにより、メロディ
入力者がメロディの開始位置を間違えてしまった場合で
も、伴奏がそのメロディに適切な伴奏に切り替えて演奏
することが可能になる。

本発明では、入力メロディの位置を求めるための情報と
して、第１の発明と同様に、パワーデータとピッチデー
タを用いる。まず、パワーデータ、ピッチデータを用い
てメロディが入力されているかどうかの検出を上記の方
法で求めた後、求められた入力メロディのピッチ、デー
タと保持されているメロディ情報の音程との対応を求め
、入力メロディ位置を求める。対応を求める方法には、
特願昭６３−４６１１８に述べられている方法によりピ
ッチデータから音程データに変換した後、保持されたメ
ロディデータの音程系列との比較を行ない、最も類似し
たメロディを持つ位置を求める方法、または、保持され
たメロディの音程系列をピッチデータに変換して同様に
比較を行なって位置を求める方法などがある。

演奏時には、伴奏データを演奏しながら、その時点でメ
ロディ入力が想定されているかを求め、実際のメロディ
入力がその判断と一致しているかを判断する。その時、
メロディ入力がないはずなのにもかかわらず入力されて
いる場合には、上記の方法により入力メロディの曲中に
おける位置を求め、それまでのｒｔ−奏演奏を中止して
求められた位置の伴奏演奏に切り替える。伴奏データは
、伴奏演奏が任意の位置から開始できるように、演奏を
開始したい位置によってデータが参照できる形式で記述
されている。

以上のように、入力メロディを分析し、メロディが想定
された位置で入力されているかどうかに応じてメロディ
演奏や伴奏演奏の仕方を制御することにより、メロディ
入力者の誤りによるアンサンプルの聞き苦しさを低減す
ることのできる自動伴奏装置を実現できる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は、本発明における第１の発明による自動伴奏装
置の一実施例を示すブロック図である。

メロディ格納部３には、あらかじめ入力されるべきメロ
ディの情報が格納されている。メロディ情報は、メロデ
ィの各音の音程と音長を時系列に表現したものである。

入力すべきメロディを例えば第３図の５線譜に示したも
のとすると、メロディ情報は第４図のように表現できる
。ここでは、音の長さを８分音符の長さを１とした場合
の数値で示した。

また、伴奏データ格納部４には、メロディ格納部３のメ
ロディに対する伴奏データが格納されている。伴奏デー
タは、メロディ情報と同様に、音のシリアル番号、音程
、音長などの情報として表わされたものであり、演奏制
御部５の制御によって自動演奏できる形式に変換されて
いる。また、Ｃ１奏デ一タ格納部４には、伴奏データに
対してメロディが入力されるべき位置が記述されている
。

第５図は伴奏データにおけるメロディ位置の指示の記述
の例を示したものである。第５図では、伴奏データの各
小節ごとにメロディが入るかどうかの情報、および、メ
ロディが入る場合のメロディ位置をメロディの小節番号
で示している。値が−１ならその小節にはメロディが入
らないことを示し、それ以外の数値ならメロディ格納部
のメロディデータにおける、その小節番号のメロディが
入力されるべきことを示している。

以下に動作例について述べる。まず、外部からの演奏開
始命令が演奏制御部５に入力されると、演奏制御部５で
は伴奏データ格納部４より順次伴奏データを読み込み、
そのデータに従って伴奏演奏を行なう、メロディ入力者
は、伴奏演奏に合わせて、メロディ入力が想定されてい
る位置でメロディを入力する。一方、メロディ入力手段
では、伴奏演奏開始から常に音響信号を取り入れている
。

入力された音響信号はメロディ検出部２に送られ、Ａ／
Ｄ変換により順次波形データに変換され、その後、自己
相関法による分析で波形データが時系列のパワーデータ
とビヅチデータに変換される。

次に、メロディが入力されているかの判断を行なう１例
えば、パワーデータの一定時間の累積値がしきい値を越
えるかどうかで判断する方法を用いることができる。す
なわち、パワーデータをＰ”　Ｐ　Ｌ　＋　９２１・・
・ｐｔ、・・・２丁として一定時間をＳ、しきい値をＥ
ｔｈとすると、ある区間Ｍｔ（時刻ｔ−Ｓからｔまで）
のパワーの累積値Ｅｔ＝ΣＰｉがＥｔｈよりも大きい場
合（Ｅｔ＞Ｅｔｈ）ならば区ｍＭｔにおいてメロディが
存在すると判定するものである。メロディ検出部２では
、この判定結果をメロディ検出情報として一定時間ごと
に、演奏制御部５に送る。ここでは、Ｓを一小節分の時
間とし、Ｅｔを求める間隔も一小節ごととする。つまり
、−小節ごとに、その小節内にメロディが入力されたか
どうかの検出情報を求め、演奏制御部５にその結果を送
る。

演奏制御部５では、伴奏を演奏しながら、前の小節にお
けるメロディ検出情報を得て、それを伴奏データ格納部
４のメロディ位置情報と照らし合わせ、メロディ有無が
一致しているかの判定を行なう、第５図の例で考えると
、想定されたメロディの有無は、値によって（−１なら
メロディなし、それ以外ならメロディ有り）知ることが
できるので、その参照結果とメロディ検出部２の出力と
を比較すればよい、ここで、両者が一致していればその
まま伴奏演奏のみが継続して演奏される。しかし、メロ
ディ入力が想定されているにもかかわらずメロディが検
出されていない場合は、現在よみ込もうとしている伴奏
データの小節番号に対応するメロディデータをメロディ
格納部３より読み込み、ｆ！ｒ奏とともにメロディの演
奏を開始する。

また、メロディ検出情報と想定されたメロディの有無が
一致していながらメロディが演奏されている場合には、
メロディ入力が開始されたとしてメロディの演奏を中止
する。

次に、本発明における第２の発明について説明する０、
第２図は、第２の発明による自動伴奏装置の一実施例を
示すブロック図で有る。第１の発明と同様、メロディ格
納部３には入力されるべきメロディの音程と音長情報が
、伴奏データ格納部４にはメロディに対する伴奏に必要
な演奏データおよび対応するメロディ位置が記述されて
いる。

外部より演奏開始命令が演奏制御部５に入力されると、
演奏制御部５では伴奏データ格納部４より順次伴奏デー
タを読み込み、伴奏演奏を行なう。

メロディ検出部２では、第１の発明と同様、入力される
音響信号を逐次取り込み、Ａ／Ｄ変換、分析により、パ
ワーデータとビ・ツチデータを求め、メロディが入力さ
れたかどうかを判定し、その結果をメロディ検出情報と
して演奏制御部５に送る。

演奏制御部５は、伴奏を演奏しながら、メロディ検出情
報を得てそれを伴奏データ格納部４のメロディ位置情報
と照らし合わせ、第１の発明と同様な方法でメロディ有
無が一致しているかの判定を行なう。その結果、メロデ
ィが入力されないはずの位置でメロディが入力されてい
る場合には、メロディ位置検出部６への要求信号を出し
、入力されているメロディの曲中における位置を求め、
その結果を演奏制御部５へ送る。

メロディ位置検出部６では、演奏制御部５からの要求信
号を受けると、メロディ検出部にて求められたパワーデ
ータやピッチデータとメロディ格納部３のメロディデー
タとから、入力されたメロディの曲中における位置を求
める０位置を求めるには、前掲特願昭６３−４６１１８
に述べられている方法によりピッチデータを音程データ
に変換した後、メロディ格納部３に保持されたメロディ
系列との比教を行ない、類似したメロディを持つ位置を
求めればよい、ここでは、メロディ検出情報が１小節単
位で求められる例で説明する。

演奏制御部５からの要求により、前の１小節分のピッチ
データがメロディ検出部２よりメロディ位置検出部６に
送られ、ピッチデータから音程データｌ−変換される。

次に１小節分の人力メロディ（１）−９程データと、メ
ロディ格納部の小節毎のメロディデータとの間でメロデ
ィ間の類似度を求め、入力メロディと類似した１小節分
のメロディの位置を求める。メロディ間の類似度により
類似したメロディを求める方法は、知られているのでこ
こではその説明は省略する。ここで、類似度の計算はメ
ロディデータのすべての小節に対して行なう必要はなく
、あらかじめ、誤って入力されやすい小節をいくつか設
定しておくことにより処理を効率化することができる０
以上のようにして、入力されたメロディの曲中の位置が
求められると、メロディ位置情報として演奏制御部５に
送られる。

演奏１１ｍ部５では、求められたメロディ位置からそれ
に対応する伴奏データの位置を求め、その位置からの伴
奏演奏に切り替える。第５図で考えると、例えば、現在
演奏中の伴奏の小節番号が３であり、メロディ位置情報
がメロディ位［１とすると、２小節分早く、メロディ入
力者が位置１のメロディを歌い初めてしまったと解釈し
、２小節分先の伴奏データからの演奏に切り替える。

（発明の効果） 以上説明したように本発明における第１の発明による自
動伴奏装置では、メロディ入力者がメロディ入力の位置
を忘れた場合でも、メロディ入力者が早期にその誤りに
気が付くことができ、また、その間は伴奏のみでなくメ
ロディも合わせて演奏されているためにアンサンプルの
不自然さが軽減される。さらに、メロディ演奏がガイド
となるため、途中からでも本来のメロディ演奏を容易に
開始することができる。

また、本発明における第２の発明では、メロディ入力者
がメロディが入らない位置でメロディを開始してしまっ
た場合でも、メロディに合わせたｆＰ奏演奏に切り替え
ることが可能となるため、アンサンプルの聞き苦しさを
低減することができる。

を示すブロック図、第３図は入力すべきメロディの例を
５線譜で表示した図、第４図は第３図のメロディの一部
をメロディ情報として表現した例を示す図、第５図は伴
奏データ格納部４におけるメロディ位置を記述した例を
示す図である。

１・・・メロディ入力手段、２・・・メロディ検出部、
３・・・メロディ格納部、４・・・伴奏データ格納部、
５・・・演奏制御部、６・・・メロディ位置検出部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メロディを音響信号として入力するメロディ入力
   手段と、前記メロディ入力手段により入力された音響信
   号を分析し、メロディが入力されているかどうかを示す
   メロディ検出情報を得るメロディ検出部と、あらかじめ
   メロディの音程や音長をメロディ情報として格納するメ
   ロディ格納部と、伴奏の演奏に必要な音楽情報を伴奏デ
   ータとして格納するとともにメロディが入力されるべき
   曲中の位置をメロディ入力位置として記述した伴奏デー
   タ格納部と、前記メロディ検出部にて求められたメロデ
   ィ検出情報と前記伴奏データ格納部のメロディ入力位置
   からメロディがメロディ入力位置の指定どおりに入力さ
   れているか否かを判断しながら前記メロディ格納部から
   メロディ情報を読み込み、前記メロディ情報と前記伴奏
   データ格納部の伴奏データと合わせて演奏を行なう演奏
   制御部とを有することを特徴とする自動伴奏装置。
2. （２）メロディを音響信号として入力するメロディ入力
   手段と、前記メロディ入力手段により入力された音響信
   号を分析し、メロディが入力されているかどうかを示す
   メロディ検出情報を得るメロディ検出部と、あらかじめ
   メロディの音程や音長をメロディ情報として格納するメ
   ロディ格納部と、伴奏の演奏に必要な音楽情報を伴奏デ
   ータとして格納するとともにメロディが入力されるべき
   曲中の位置をメロディ入力位置として記述した伴奏デー
   タ格納部と、前記メロディ検出部にて求められた情報お
   よびメロディ格納部のメロディ情報とから入力メロディ
   の位置を検出するメロディ位置検出部と、前記メロディ
   位置検出部にて求められたメロディ位置に従つて前記伴
   奏データ格納部の伴奏データを読み出し演奏を行なう演
   奏制御部とを有することを特徴とする自動伴奏装置。