2017 Fiscal Year Research-status Report
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16KT0136
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
斎藤 明 日本大学, 文理学部, 教授 (90186924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北原 鉄朗 日本大学, 文理学部, 准教授 (00454710)
韓 東力 日本大学, 文理学部, 教授 (10365033)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 離散モデル / グラフ / 楽曲 / 歌詞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はメロディ進行の離散構造の解析に取り組んだ。理論的に進行可能な和音間を辺で結ぶことにより、グラフが形成される。ほとんど全てのメロディは同じメロディに異なる歌詞を載せて進むので、このグラフのサイクル構造に対応する。また歌詞の意味構造をこのサイクル上の離れた２点を結ぶ関係と見なして辺で結べば、弦を持つサイクルに対応する。この観察を元に、研究代表者は弦付きサイクルが存在するためのグラフ理論的な条件を調べた。その結果、従来のハミルトンサイクルの存在に関する古典的な条件が、全ての長さの弦付きサイクルの存在を導くことを証明した。
北原分担者は、より工学的側面からメロディ進行の離散構造の応用に取り組んだ。楽曲は時刻を横軸に、音の高さを縦軸にとって音符を並べ、音符間の依存関係を弧で結ぶことにより有向グラフで表現される。一方有向グラフを用いて確率過程を表すモデルとしてBayesianネットワークがある。北原分担者はBayesianネットワークを用いて音楽の自動生成の可能性を検討した。一方楽曲の音符間の局所的な依存関係はBayesianネットワークの学習が適しているが、大域的な特徴抽出には大量のデータが必要となってしまう。そこで北原分担者は大局的な旋律の生成に遺伝的アルゴリズムを用いる手法を開発し、それに基づく楽曲生成支援システムを作成した。
韓分担者は歌詞のタイトルが歌詞の意味の伝わりやすさに関係しているかを調べた。単語の分散表現を利用して歌詞とそのタイトルの類似度を計算し、被験者実験の結果を統計的に検証した。その結果、歌詞内に歌のタイトルが離散的に含まれているほど歌詞の意味ら伝わりづらくなるという知見を得た。
以上のように代表者と分担者がそれぞれの役割を担いつつ有機的に関連した研究を行い、一定の知見を得ることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
楽曲を音符のつながりを結ぶグラフと捉えたときにサイクル構造を成す、ということは以前から知られている。しかしその中の歌詞の対応を辺で結ぶことにより、サイクルの弦として捉えるという着想はこれまでなかった。この事実から弦付きサイクルの分布を調べたところ、ハミルトンサイクル存在に関する古典的な結果が、そのまま弦付きサイクルの豊富な分布を導くという結果を得た。この結果は純粋にグラフ理論の知見としても重要であるとともに、楽曲と歌詞には離散的な関連があることを示唆する重要な知見となった。この点で研究は数理的な側面において当初の予想を上回る結果を得ており、予想以上に進んでいる。
また北原分担者の研究は、楽曲の離散構造の解析から、それを応用したシステムの提案、開発にまで及んでいる。特にBayesianネットワークにより音楽の局所構造の相関を楽曲生成に応用する試み、及びBayesianネットワークが苦手とする大局的な構造の把握に遺伝的アルゴリズムを応用する試みから、具体的な楽曲支援システム開発を行っている。こうした応用は平成30年度に行う予定であったが、既にその一部が本年度成されている。この点でも研究は予想以上に進展している。
一方、韓分担者の研究は、これまでの研究成果に見直しを迫っている。特に歌詞内に歌のタイトルが離散的に含まれているほど歌詞の意味が伝わりづらくなるという実験結果は、代表者がグラフ理論的に進めた結果とは一見逆の帰結である。両者の結果を解釈する必要があるが、本年度は実施できなかった。この研究実施は当初の平成30年度の計画にはなく、当初の計画を圧迫する可能性がある。
以上のように研究の中に当初の予定よりも進展しているものが複数あるものの、最終年度の計画を若干圧迫する要素もわずかに見受けられる。これらを総合して、研究は概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は歌詞に重点を置いた研究を進める。本年度まで代表者及び、北原分担者は楽曲の中の和音やメロディ進行に焦点を当てた研究を行ったきた。一方韓分担者は自然言語の専門家として歌詞の意味解析を進めてきた。ただしここまでは歌詞をメロディと切り離した単語列として扱っている。最終年度は両者を融合し、メロディ進行の中における歌詞として意味解析を行う。単語の分散表現だけでは捉えられない側面、すなわち単語が乗っている和音、さらにはメロディの一部の中に置かれた歌詞の関係を調べる。代表者はこれまで単語間の関係をグラフ上の辺として扱っているが、単語間には様々な依存関係がある。それらを一律に「辺」として扱うのではなく、辺上の依存関係に基づくラベルを与える必要がある。これは辺に色を着色することに相当する。従って辺に色が塗られたグラフでサイクル構造を調べる予定である。
また次年度は研究成果の応用にも力点を置く。これまで得た知見を用いて、楽曲作成支援、歌詞生成支援システムの提案、構築にも力を注ぐ。また代表者の弦付きサイクルの研究成果は音楽だけにとどまらない。サイクル構造の頂点に何らかの依存関係があるモデル全てに一般的に応用できる可能性を持つ。この点も合わせて検討する。
次年度は研究の最終年度なので、研究成果の発表も積極的に行う。代表者は９月にポーランドで開催される国際会議にplenary speakerとして招待されている。この場で弦付きサイクルの研究に関するサーベイトークを行う予定である。また韓分担者、北原分担者も研究成果を国際会議で発表し、さらには論文として投稿を進める。また研究成果を分かりやすくまとめたホームページの立ちあげも検討したい。
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| Causes of Carryover |
(理由)今年度韓分担者は海外長期出張した。この結果国内での実験回数が少なくなり、それに伴い物品の調達回数も減少した。従って物品費の消費が当初の計画よりも少なくなった。
(使用計画)次年度は最終年度として、本計画の成果を公開する必要がある。研究者向けには国際会議での発表を主に行うが、この回数を予定よりも増やす。また非研究者向けの研究成果公開の手段を考えている。今回生じた次年度使用額はこれらのために使用する予定である。
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