• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実施状況報告書

相互予測によるコミュニケーションの相互適応モデルの構築および音楽演奏を用いた検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K16180
研究機関日本大学

研究代表者

北原 鉄朗  日本大学, 文理学部, 准教授 (00454710)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード音楽生成
研究実績の概要

今年度は音楽の予測・適応モデルの構築の一環として次の研究に取組んだ。
(1)遺伝的アルゴリズムを用いて旋律を自動生成するアルゴリズムを考案した。遺伝的アルゴリズムでは「適応度関数」の設計が中心的課題となるが、N-gram確率、コードや拍節位置を条件とした条件付確率、エントロピー等を用いることで、音楽的に一定の妥当性を有する旋律を生成できた。更にこの生成アルゴリズムを用い、ユーザが旋律の大まかな形(旋律概形)をマウスや指でスクリーンに描くと、リアルタイムに旋律が生成され演奏される即興演奏支援システムを開発した。
(2)(1) のシステムを用い複数人で合奏する準備として、スマートフォンを用いこのシステムを利用できるよう拡張した。具体的にはスマートフォンを上下に動かし、それを加速度センサで検出するか、指定色の手袋をはめてスマートフォンのカメラに手を翳して上下に動かし、それを画像処理により検出し、その上下運動に連動する形で旋律を生成する。
(3)ソプラノパートの旋律が与えられると、四声体和声(ソプラノ、アルト、テノール、バスの4パートからなる和声)を自動的に生成するアルゴリズムを検討した。申請者は同様の処理をベイジアンネットワーク(BN)と呼ばれる確率モデルを用いて実現してきたが、今年度はリカレントニューラルネットワーク(RNN)の一種である long short-term memory (LSTM) を用いた。BNは依存性を考慮するノードを明示的に指定する必要があり、このノード数が増えるとモデルパラメータ数が指数的に増え、限られた量の学習データでは学習が難しい。一方LSTMは長期的な依存性を考慮できることで注目を集めている。BNとLSTMとで同じデータを用い学習・生成の実験を行い、その傾向を考察した。
(4)その他音楽の自動生成、音楽の定量的分析等に関する研究に取組み、一定の成果を得た。

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

上で述べたように、旋律の自動生成に関して新しいアルゴリズムを考案し、実験にてその有効性を示すことができた。査読付きの国際会議に多数投稿し、その多くが採録される等、順調に成果が得られていると考える。

今後の研究の推進方策

引き続き、予測に基づく旋律生成アルゴリズムの洗練化を進めるとともに、複数人による合奏への対応のための実装を進め、合奏によるデータの取得を開始する。また、相互適応については、アルゴリズムの検討が進んでいないので、そちらの検討も進める。いまのところ、ベイジアンネットワークなどの確率モデルまたはLSTMに対して、相互の予測精度が向上するように自動的かつ漸進的にパラメータを変更させる、という形で定式化する予定である。

次年度使用額が生じた理由

平成29年度は本研究2年目にあたり、PCやソフトウェア、電子ドラムなどの多くの物品を購入し、共同研究者を本学に招聘して打ち合わせを行い、学生をアルバイトとして雇用して研究のお手伝いをお願いするなど、大々的に進めた。その結果、予算不足が発生し、50万円の前倒し使用の申請を行った。しかし、雇用したアルバイト学生とのスケジュールがなかなか合わず、当初予定より勤務実績が少なくなったことから、約14万円の残額が生じた。この14万円は、主に、プログラム作成の補助や実験補助などのアルバイトのための人件費、実験協力者への謝礼などに使用する予定である。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ポンペウ・ファブラ大学(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      ポンペウ・ファブラ大学
  • [雑誌論文] カラオケを盛り上げるためのタンバリン演奏支援システム2017

    • 著者名/発表者名
      栗原拓也、木下尚洋、山口竜之介、横溝有希子、竹腰美夏、馬場哲晃、北原鉄朗
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 58 ページ: 1073~1092

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Picognizer: A JavaScript Library for Detecting and Recognizing Synthesized Sounds"2017

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Kurihara, Akari Itaya, Aiko Uemura, Tetsuro Kitahara, Katashi Nagao
    • 雑誌名

      Advances in Computer Entertainmento Technology,Proceedings of ACE 2017, LNCS 10714

      巻: - ページ: 339~359

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Music Generation Using Bayesian Networks"2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kitahara
    • 雑誌名

      Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases, Proceedings of ECML PKDD 2017, Part III (Nectar Track), LNAI 10536

      巻: - ページ: 368~372

    • 査読あり
  • [学会発表] “ギター初心者のための演奏練習支援システムの提案”2018

    • 著者名/発表者名
      宇田川真唯, 植村あい子, 北原鉄朗
    • 学会等名
      情報処理学会 第80回全国大会
  • [学会発表] "カラオケのためのハモリパート練習システム~ハモリパートの自動生成および練習支援システムの試作~2018

    • 著者名/発表者名
      白石美南, 小笠原梢, 北原鉄朗
    • 学会等名
      情報処理学会 第80回全国大会
  • [学会発表] "カラオケのためのハモリパート練習支援システム~試作システムを用いた被験者実験の報告~"2018

    • 著者名/発表者名
      小笠原梢, 北原鉄朗, 白石美南
    • 学会等名
      情報処理学会 第80回全国大会
  • [学会発表] "HMD を用いたヴァーチャルなドラム演奏環境の試作"2018

    • 著者名/発表者名
      蓮井星良, 石山俊之, 北原鉄朗
    • 学会等名
      情報処理学会 第80回全国大会
  • [学会発表] "合いの手「PPPH」が入る楽曲の特徴に関する一分析"2018

    • 著者名/発表者名
      甚野健太, 大野涼平, 北原鉄朗
    • 学会等名
      情報処理学会 第80回全国大会
  • [学会発表] 言語情報を持たない音を用いたヒューマン・エージェント・インタラクションシステムの開発"2018

    • 著者名/発表者名
      棚橋徹, 小林一樹, 北原鉄朗
    • 学会等名
      情報処理学会 第80回全国大会
  • [学会発表] "Picognizer: A JavaScript Library for Detecting and Recognizing Synthesized Sounds"2017

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Kurihara, Akari Itaya, Aiko Uemura, Tetsuro Kitahara, Katashi Nagao
    • 学会等名
      International Conference on Advances in Computer Entertainment Technology (ACE 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] "Support System of Improvisational Ensemble Based on User’s Motion Using Smartphone Sensors"2017

    • 著者名/発表者名
      Souta Mizuno, Shugo Ichinose, Shun Siramatsu, Tetsuro Kitahara
    • 学会等名
      Proceedings of 12th International Conference on Knowledge, Information and Creativity Support System (KICSS 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] "A Pattern Recognition Approach to Analyze Temporal Evolution of a Bassist’s Musical Styles"2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Matsuura, Tetsu Tanahashi, Tetsuro Kitahara
    • 学会等名
      Proceedings of the 2nd Conference on Computer Simulation of Musical Creativity
    • 国際学会
  • [学会発表] "JamSketch: Improvisation Support System with GA-based Melody Creation from User’s Drawing"2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kitahara, Sergio Giraldo, Rafael Ramirez
    • 学会等名
      Proceedings of the 13th International Symposium on Computer Music Multidisciplinary Research
    • 国際学会
  • [学会発表] "Four-part Harmonization: Comparison of a Bayesian Network and a Recurrent Neural Network"2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Yamada, Tetsuro Kitahara, Hiroaki Arie, Tetsuya Ogata
    • 学会等名
      Proceedings of the 13th International Symposium on Computer Music Multidisciplinary Research
    • 国際学会
  • [学会発表] "Improvisation Ensemble Support Systems for Music Beginners Based on Body Motion Tracking"2017

    • 著者名/発表者名
      Shugo Ichinose, Souta Mizuno, Shun Shiramatsu, Tetsuro Kitahara
    • 学会等名
      Proceedings of the 6th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics (IIAI AAI 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] "JamSketch: A Drawing-based Real-time Evolutionary Improvisation Support System"2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Kitahara, Sergio Giraldo, and Rafael Ramirez
    • 学会等名
      Proceedings of the 2017 International Conference on New Interfaces for Musial Expression (NIME 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] "LSTMを用いた四声体和声の生成"2017

    • 著者名/発表者名
      山田 竜郎, 北原 鉄朗, 有江 浩明, 尾形 哲也
    • 学会等名
      人工知能学会第31回全国大会(JSAI 2017)
  • [学会発表] "演奏未経験者のためのスマートフォンセンサーを用いた即興合奏支援システムの試作"2017

    • 著者名/発表者名
      水野 創太, 一ノ瀬 修吾, 白松 俊, 北原 鉄朗
    • 学会等名
      人工知能学会第31回全国大会(JSAI 2017)
  • [学会発表] "パネルディスカッション:人工知能は作曲家/演奏家になれるか?"2017

    • 著者名/発表者名
      平田 圭二, 伊藤 貴之, 北原 鉄朗, 深山 覚, 今井 慎太郎, 持橋 大地
    • 学会等名
      人工知能学会第31回全国大会(JSAI 2017)
  • [学会発表] "HMDを用いたヴァーチャルなドラム演奏環境の試作"2017

    • 著者名/発表者名
      石山 俊之, 蓮井 星良, 北原 鉄朗
    • 学会等名
      エンタテインメントコンピューティング2017
  • [学会発表] "電子音の認識のためのJavaScriptライブラリの開発"2017

    • 著者名/発表者名
      栗原 一貴, 板谷 あかり, 植村 あい子, 北原 鉄朗
    • 学会等名
      エンタテインメントコンピューティング2017(プレミアムペーパー)
  • [備考] 日本大学文理学部情報科学科北原研究室

    • URL

      http://www.kthrlab.jp/

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi