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形式言語理論に基づく自動採譜

研究課題

研究課題/領域番号 23K20392
補助金の研究課題番号 20H04302 (2020-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2020-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分62040:エンタテインメントおよびゲーム情報学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

酒井 正彦  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (50215597)

研究分担者 東条 敏  亜細亜大学, 経営学部, 教授 (90272989)
中澤 巧爾  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80362581)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード自動採譜 / リズム量子化 / MIDIイベントのトークン化 / トークン / MIDI解析 / 演奏への表情付け / 生成音楽理論 / MIDI演奏 / テンポと拍子の取得
研究開始時の研究の概要

演奏によって得られたMIDIデータからの品質の高い採譜手法の確立をめざす。演奏は楽譜以上の情報を持つため、演奏のリズムの推定など自動採譜における困難な課題がある。演奏のリズムの推定は、これまでMIDIのノートオン(音のなり始め)イベントの時刻から、(何拍目かという)楽譜上の時刻への対応関係のうち、誤差の少ない関係を出力していた、本研究では、MIDIのイベントの集まりをトークンと呼ぶ塊に分け、その時刻から楽譜上の時刻への対応関係を予測する。これに加えて、リズムを表す重み付き木文法を考慮することで、得られる楽譜の読みやすさをも考慮した自然でリズムが得られることを目指す。

研究実績の概要

本研究は、リズムの構造を考慮し自然言語の解析手法の応用により、MIDIデータからの自動採譜手法の確立を目指すことを主な目的としている。
今年度は、これまでに考案したMIDIイベント系列をグループ化して得られるトークンの種類とそれぞれの種類のトークンごとにその妥当性の判定条件を精査した。それに基づいてこれまでの単旋律のMIDI演奏からの自動採譜システムを、和音を含む演奏に対応するよう拡張した。
トークンは楽譜上の単一時間に属するオブジェクトを表す。和音を含む単旋律におけるトークンの種類を、装飾音符を含むことのできる和音、休符、和音の一部の音が鳴り止むことを表す部分的連続の3種類に分類しその判定条件を示した。これらのトークンを楽譜時間に対応させる道具として、リズムを表現する木文法を用いることによるリズム量子化アルゴリズムを示した。このアルゴリズムでは、候補となるそれぞれのリズム木からMIDIイベントのグループ化を行うための時間区間を定めることで探索空間を大幅に狭めることで効率化を行っている。さらにこのアルゴリズムを実装したプログラムmonoparseのソースコードを公開した。
この他、自然言語の構文解析と同様な手法により、楽曲のコード進行の分析を行うための枠組みを提案した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

MIDIからの自動採譜を、MIDIイベンのグループ化によるトークン列と、各トークンを楽譜時間への割当と捉えることができることが判明したことは今後の自動採譜の指針となりうる結果である。

今後の研究の推進方策

トークン列に基づく自動採譜が複数の旋律を扱うことができないことへの対処が必要である。一方で、これまでの旋律分離の研究のほとんどはリズム量子化済みであることを仮定しているため、リズム量子化を行っていないデータに対する旋律分離が必要となる。今後は、一般に期待される旋律分離としては不十分であるが、トークン列に基づく自動採譜のためには十分な性質を持つ旋律分離の手法の開発を進める。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] ヨハネスケプラー大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] INRIA(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] INRIA(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ウイーン工科大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] INRIA(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ウイーン工科大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Chord Progression Analysis by Labelled Lambek Calculus2024

    • 著者名/発表者名
      Matteo Bizzarri, Satoshi Tojo
    • 雑誌名

      Proceeding of ICNMC

      巻: to be published

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 8+8=4: Formalizing Time Units to Handle Symbolic Music Durations2023

    • 著者名/発表者名
      Emmanouil Karystinaios, Francesco Foscarin, Florent Jacquemard, Masahiko Sakai, Satoshi Tojo, Gerhard Widmer
    • 雑誌名

      Peoceeding of CMMR 2023

      巻: 2c0O6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 演奏MIDIのリズム量子化のためのトークン化の提案2023

    • 著者名/発表者名
      天春 陽介, 酒井 正彦
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告

      巻: 2024-MUS-139

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Automatic Phrasing System for Expressive Performance Based on The Generative Theory of Tonal Music2023

    • 著者名/発表者名
      Madoka Goto, Masahiko Sakai and Satoshi Tojo
    • 雑誌名

      Proceeding of CMMR 2023

      巻: 4c-P2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chord Function Recognition as Latent State Transition2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara Yui、Tojo Satoshi
    • 雑誌名

      SN Computer Science

      巻: 3 号: 6 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1007/s42979-022-01395-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Simulated Emergence of Chord Function2021

    • 著者名/発表者名
      Uehara Yui、Tojo Satoshi
    • 雑誌名

      EvoMUSART 2021

      巻: LNCS 12693 ページ: 264-280

    • DOI

      10.1007/978-3-030-72914-1_18

    • ISBN
      9783030729134, 9783030729141
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ASAP: a dataset of aligned scores and performances for piano transcription2020

    • 著者名/発表者名
      Francesco Foscarin, Andrew McLeod, Philippe Rigaux, Florent Jacquemard, and Masahiko Sakai
    • 雑誌名

      ISMIR 2020

      巻: 1 ページ: 534-541

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 自動演奏への表情付けのための生成音楽理論に基づくフレーズ情報の生成法2022

    • 著者名/発表者名
      後藤 円香, 酒井 正彦, 東条 敏
    • 学会等名
      第135回音楽情報科学研究発表会, 情報処理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] qparselib for transcription

    • URL

      https://git.trs.css.i.nagoya-u.ac.jp/transcription/qparselib

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] An extended kern2dm

    • URL

      https://git.trs.css.i.nagoya-u.ac.jp/transcription/humextra/-/tree/kern2dm

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] An environment for expressive performaces

    • URL

      https://git.trs.css.i.nagoya-u.ac.jp/transcription/dm-env

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Sample performances

    • URL

      https://www.trs.css.i.nagoya-u.ac.jp/projects/expressive-performace/ExprPerf/html/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] qparse library for rhythm transcription

    • URL

      https://qparse.gitlabpages.inria.fr/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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