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2005 年度 実績報告書

音楽解析・認識・生成のための多重音の信号処理と情報処理の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17300054
研究機関東京大学

研究代表者

嵯峨山 茂樹  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (00303321)

研究分担者 小野 順貴  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 講師 (80334259)
西本 卓也  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助手 (80283696)
金子 仁美  桐朋学園大学, 音楽学部, 講師
キーワード音楽解析 / 音楽認識 / 音楽生成 / 多重音 / 信号処理
研究概要

1.調波・時間構造クラスタリングに基づく多重音解析手法
各音符に対応する楽音を、継続時間と調波構造を持つスペクトログラム上の音響オブジェクトとして捉え、音響オブジェクトを混合ガウス分布で表現し、統計学習手法であるEMアルゴリズムにより、各音響オブジェクトの基本周波数、発音時刻、調波構造を同時に尤度最大の原理で推定する、Harmonic-Temporal-structured Clusteringと称する手法を提唱した。これにより極めて高い精度で複数のピッチを含む音楽信号の解析ができるようになった。この手法によりオーディオ信号からMIDIデータへ変換することが可能となり、楽器の入れ替え・音の添削・音長修正などが可能になった。この一連の研究は、第20回電気通信普及財団テレコムシステム技術学生賞、情報処理学会平成17年度山下記念研究賞など、多数の賞を受賞した。
2.対数周波数逆畳み込みに基づく多重音の解析手法(Specmurt法)
多重音のピッチ解析において、倍音のみを抑圧するフィルタを対数周波数軸上での共通調波構造の逆畳み込みによって実現する手法(Specmurt法)における共通調波構造の最適化について、凸射影法を用いて安定性が保証されたアルゴリズムを考案した。また、Specmurt法による音楽の調認識、主旋律抽出、素数倍倍音抑圧フィルタ理論も研究した。
3.トップダウン音楽リズム認識、楽譜復元
多声音楽は音符の縦の積み重ね(「積」と呼ぶ)と横の貼り合わせ(「和」と呼ぶ)で多層的に成り立っていると考え、2次元の確率文脈自由文法により扱う手法を開発した。多重音解析された単音のラティス(piano-roll表示)をparseして楽譜を復元する曖昧さを許容するCKYパーサの理論と設計、拍子推定、拍節(小節線位置)推定を行なった。この方法論を応用してオンライン手書き数式認識のアルゴリズム、HMMを用いたMIDI演奏の楽譜追跡と、自動伴奏の手法を開発した。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (23件) 産業財産権 (6件)

  • [雑誌論文] 音声認識技術を用いた音楽情報処理2005

    • 著者名/発表者名
      嵯峨山茂樹, 武田晴登, 亀岡弘和, 西本卓也
    • 雑誌名

      日本音響学会誌 Vol.61,No.8

      ページ: 45-460

  • [雑誌論文] Specmurt Anasylis' of Multi-Pitch Signals2005

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Sagayama, Hirokazu Kameoka, Shoichoro Saito, Takuya Nishimoto
    • 雑誌名

      Proc. IEEE-EURASIP International Workshop on Nonlinear Signal and image Processing, (May 18-20,2005, Sapporo Convention Center, Sapporo, Japan) (CD-ROM)

  • [雑誌論文] specmurt分析とchroma vectorを用いたHMMによる音楽音響信号の調認識2005

    • 著者名/発表者名
      齊藤 翔一郎, 武田 晴登, 西本 卓也, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告(MUS) 2005-MUS-6 1

      ページ: 85-90

  • [雑誌論文] 調波時間構造化クラスタリング(HTC)による音楽の音響特徴同時推定2005

    • 著者名/発表者名
      亀岡 弘和, 西本 卓也, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 2005-MUS-6 1-12

      ページ: 71-78

  • [雑誌論文] 確定的アニーリングEMアルゴリズムによる調波時間構造化クラスタリングを用いた多重音解析2005

    • 著者名/発表者名
      亀岡弘和, 西本卓也, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会音楽音響研究会資料 不明(別刷配布)

  • [雑誌論文] EMアルゴリズムと多重音解析への応用(チュートリアル講演)2005

    • 著者名/発表者名
      亀岡弘和, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会音楽音響研究会資料 不明(別刷配布)

  • [雑誌論文] ストロークをベースとした確率文脈自由文法による手書き数式の認識2005

    • 著者名/発表者名
      山本遼, 山本隼, 西本卓也, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      FIT2005 第4回情報科学技術フォーラム講演論文集

      ページ: 43-44

  • [雑誌論文] 最大エントロピーモデルに基づく統計的な音楽情報の解析2005

    • 著者名/発表者名
      米田隆一, 西本卓也, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      FIT2005 第4回情報科学技術フォーラム講演論文集

      ページ: 267-268

  • [雑誌論文] Specmurt Analysis of Multi-Pitch Music Signals with Adaptive Estimation of Common Harmonic Structure2005

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Saito, Hirokazu Kameoka, Takuya Nishimoto, Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Music Information Retrieval (ISMIR2005)

      ページ: 84-91

  • [雑誌論文] Harmonic temporal structured clustering via deterministic annealing EM algorithm for audio feature extraction2005

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kameoka, Takuya Nishimoto, Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Music Information Retrieval (ISMIR2005)

      ページ: 115-122

  • [雑誌論文] Specmurt分析とHMMを用いた音楽音響信号の調認識2005

    • 著者名/発表者名
      齊藤翔一郎, 西本卓也, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2005年秋期研究発表会講演論文集, 3-10-10 (CD-ROM)

  • [雑誌論文] 確定的アニーリングEMアルゴリズムを用いた調波時間構造化クラスタリングによる音楽信号分析2005

    • 著者名/発表者名
      亀岡弘和, 西本卓也, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2005年秋季研究発表会 講演論文集3-10-16 (CD-ROM)

  • [雑誌論文] スペクトル包格と調波構造の合成関数モデルによる音声分析2005

    • 著者名/発表者名
      亀岡弘和, 小野順貴, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2005年秋季研究発表会 講演論文集、2-6-4 (CD-ROM)

  • [雑誌論文] 複合ウェーブレットモデルに基づく音声の分析合成2005

    • 著者名/発表者名
      槐武也, 松本恭輔, 酒向慎司, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 音声研究会(SP) vol.105,no.372

      ページ: 1-6

  • [雑誌論文] マルコフ確率場を用いた調認識、自動和声付け、および自動対位法2005

    • 著者名/発表者名
      米田隆一, 西本卓也, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告(MUS) 2005-MUS-6 3

      ページ: 31-36

  • [雑誌論文] ストローク単位の確率文脈自由文法を用いたオンライン手書き数式認識2005

    • 著者名/発表者名
      山本遼, 酒向慎司, 西本卓也, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 PRMU2005-2 21

      ページ: 111-116

  • [雑誌論文] HMMを用いたピアノ運指自動決定アルゴリズム2005

    • 著者名/発表者名
      米林裕一郎, 亀岡弘和, 嵯峨山茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2006年春季研究発表会 講演論文集,3-2-6

      ページ: 727-728

  • [雑誌論文] 和音の発音順序交替を許容した動的計画法による多声音楽音MIDI演奏の楽譜追跡2005

    • 著者名/発表者名
      武田 晴登, 西本 卓也, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2006年春季研究発表会 講演論文集,3-2-4

      ページ: 723-724

  • [雑誌論文] HMMを用いたリズムとテンポの反復推定による多声MIDI演奏のリズム認識2005

    • 著者名/発表者名
      武田 晴登, 西本 卓也, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2006年春季研究発表会 講演論文集,3-2-3

      ページ: 721-722

  • [雑誌論文] 複合ウェーブレットモデルによる音声合成の検討2005

    • 著者名/発表者名
      槐 武也, 松本 恭輔, 酒向 慎司, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2006年春季研究発表会 講演論文集,2-11-7

      ページ: 315-316

  • [雑誌論文] 最大マージンのアプローチによる統計的な音楽情報の解析2005

    • 著者名/発表者名
      米田 隆一, 西本 卓也, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2006年春季研究発表会 講演論文集,2-2-11

      ページ: 711-712

  • [雑誌論文] マルコフ確率場モデルに基づく統計的な音楽情報の解析2005

    • 著者名/発表者名
      陳 映融, 米田 隆一, 西本 卓也, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2006年春季研究発表会 講演論文集,2-2-10

      ページ: 709-710

  • [雑誌論文] 凸射影法に基づくSpecmurt分析の共通調波構造推定アルゴリズムとその収束性に関する考察2005

    • 著者名/発表者名
      齊藤 翔一郎, 亀岡 弘和, 小野 順貴, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      日本音響学会2006年春季研究発表会 講演論文集,1-5-24

      ページ: 553-554

  • [産業財産権] 音楽情報解析方法及び装置2006

    • 発明者名
      嵯峨山 茂樹, 米田 隆一, 西本 卓也
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      特願2006/043560
    • 出願年月日
      2006-02-21
  • [産業財産権] 楽器演奏における運指決定方法及びシステム2006

    • 発明者名
      嵯峨山 茂樹, 亀岡 弘和, 米林 裕一郎
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      特願2006-065426
    • 出願年月日
      2006-03-10
  • [産業財産権] 自動演奏追跡・伴奏システム2006

    • 発明者名
      嵯峨山 茂樹, 武田 晴登, 西本 卓也, 平木 敬, 稲葉 真理, 鈴木 隆文
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      特願2006-067318
    • 出願年月日
      2006-03-13
  • [産業財産権] 音声合成方法及び装置2005

    • 発明者名
      嵯峨山 茂樹,槐 武也, 酒向 慎司, 西本 卓也, 松本 恭輔
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      特願PCT/2005/304082
    • 出願年月日
      2005-07-29
  • [産業財産権] 音楽音響信号の調認識手および調推定装置2005

    • 発明者名
      嵯峨山 茂樹, 齊藤 翔一郎, 武田 晴登, 西本 卓也
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      特願2005-224672
    • 出願年月日
      2005-08-02
  • [産業財産権] 手書き数式の認識装置及び認識方法2005

    • 発明者名
      嵯峨山 茂樹, 山本 遼, 山本 隼, 西本 卓也
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      特願PCT/2005/258423
    • 出願年月日
      2005-07-29

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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