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2013 年度 実績報告書

統計的信号処理と音楽理論を融合する多面的音楽処理の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23240021
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

嵯峨山 茂樹  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 特任教授 (00303321)

研究分担者 小野 順貴  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 准教授 (80334259)
堀 玄  亜細亜大学, 経営学部, 准教授 (60322658)
中村 和幸  明治大学, 総合数理学部, 准教授 (40462171)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード音楽情報処理 / 音楽信号処理 / 自動採譜 / 自動伴奏 / 自動編曲 / 多重音解析 / 楽音分離 / 国際研究者交流(フランス)
研究概要

本プロジェクトは、統計的信号処理と音楽理論の数理モデルを融合して、音楽(および音響・音声)の信号処理と情報処理に対して多面的に取り組むものである。音声認識分野では音響処理と言語処理の融合がキー技術であったように、音楽においては信号処理と音楽理論の融合が必須である。平成25年度は、音楽の構造に着目した研究を重点的に行った。MIDI入力あるいは音響入力から自動採譜を行う技術に関して、テンポや個々のリズム音長の変動に対処するためには、音声認識における言語モデルに相当する音楽構造モデルが必要であるが、そのために2次元の文脈自由文法(CFG)を発案し、入力音楽の構造を構文解析手法により推定する2次元LRパーサを開発し、音楽演奏MIDI信号からの自動採譜を行った。また、演奏者に合わせてオーケストラなどの伴奏が追随する自動伴奏技術では、演奏者の演奏間違い(リズム間違い、別の音、音抜け、余分な音)は勿論のこと、弾き直しや弾き飛ばしなど任意の箇所にジャンプする場合もすばやく追従することが実用上は重要であるが、そのための高速アルゴリズムを開発するとともに、演奏の任意性(トリル、アルペジョ、装飾音)もモデル化して追従できる手法を開発した。ピアノ曲の楽譜を与えるとギター用へ自動編曲する技術に関しては、入力と出力の両方を伴う隠れマルコフモデル(HMM)により自動編曲するアルゴリズムを開発した。音楽信号処理の面では、我々が開発した調波音と打楽器音を分離する技術(HPSS)を2段階通すことで、人の声を分離あるいは強調する技術の研究を進め、IEEE論文化した。自動作曲に関しては、以前より日本語の韻律を利用した最適化問題解法による自動作曲手法を一般公開しているが、二重唱の自動作曲の機能を加えて公開し、使いやすいユーザwebインタフェースを開発したところ、新バージョン公開以来の累積作曲数は18万曲を超え、作品の閲覧回数は300万回を超えた。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (8件) 備考 (2件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Singing Voice Enhancement in Monaural Music Signals Based on Two-stage Harmonic/Percussive Sound Separation on Multiple Resolution Spectrograms2014

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Tachibana, Nobutaka Ono and Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      IEEE/ACM IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing

      巻: Vol. 22, No. 1 ページ: 228-237

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Bayesian Networks for Symbolic Polyphonic Pitch Modeling2013

    • 著者名/発表者名
      Stanislaw Andrzej Raczynski, Emmanuel Vincent, Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing

      巻: Vol. 21, No. 9 ページ: 1830-1840

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bayesian Nonparametric Approach to Blind Separation of Infinitely Many Sparse Sources2013

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kameoka, Misa Sato, Takuma Ono, Nobutaka Ono and Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics

      巻: vol. E96-A, no. 10 ページ: 1928-1937

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 音楽要素の分解再構成に基づく日本語歌詞からの旋律自動作曲2013

    • 著者名/発表者名
      深山 覚, 中妻 啓, 酒向 慎司, 西本 卓也, 小野 順貴, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: vol. 54, no. 5 ページ: 1709 - 1720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 任意箇所への弾き直し・弾き飛ばしを含む演奏に追 従可能な楽譜追跡と自動伴奏2013

    • 著者名/発表者名
      中村 栄太, 武田 晴登, 山本 龍一, 齋藤 康之, 酒向慎司, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: vol. 54, no. 4 ページ: 1338-1349

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automatic Transcription of MIDI Signals Based on Probabilistic Model of Two-dimensional Rhythm Tree Structure Representation2013

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuchiya, Kazuki Ochiai, Hirokazu Kameoka, Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      Proceedings of Asia Pacific Signal and Information Processing Association

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/APSIPA.2013.6694308

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ACOUSTIC SCORE FOLLOWING TO MUSICAL PERFORMANCE WITH ERRORS AND ARBITRARY REPEATS AND SKIPS FOR AUTOMATIC ACCOMPANIMENT2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Nakamura, Eita Nakamura, Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      Proceedings of SMC (Sound and Music Computing) Conference

      巻: ISBN: 978-3-8325-3472-1 ページ: in CD-ROM

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generative modeling of speech F0 contours2013

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kameoka, Kota Yoshizato, Tatsuma Ishihara, Yasunori Ohishi, Kunio Kashino, Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      Proceedings of Interspeech 2013

      巻: 1 ページ: 1826-1830

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probabilistic speech F0 contour model incorporating statistical vocabulary model of phrase-accent command sequence2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuma Ishihara, Hirokazu Kameoka, Kota Yoshizato, Daisuke Saito, Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      Proceedings of Interspeech 2013

      巻: 11 ページ: 1017-1021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Input-Output HMM Applied to Automatic Arrangement for Guitars2013

    • 著者名/発表者名
      Gen Hori, Hirokazu Kameoka and Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 21 ページ: 264-271

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Text-to-speech synthesizer based on combined model of composite wavelet and hidden Markov models2013

    • 著者名/発表者名
      Nobukatsu Hojo, Kota Yoshizato, Hirokazu Kameoka, Daisuke Saito, Shigeki Sagayama
    • 雑誌名

      Proxeedings of Speech Synthesis Workshop 2013

      巻: 1 ページ: 129-134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 誤り・任意の弾き直し・弾き飛ばしを含む演奏音響信号への高速な楽譜追跡2013

    • 著者名/発表者名
      中村 友彦, 中村 栄太, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告

      巻: MUS-99 (40) ページ: 1-5

  • [雑誌論文] 複合ウェーブレットトラジェクトリモデルに基づくテキスト音声合成2013

    • 著者名/発表者名
      北条 伸克, 吉里 幸太, 亀岡 弘和, 齋藤 大輔, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: SP-113, no. 308 ページ: 13-18

  • [雑誌論文] 形態素リスト上の経路探索による自動作詞2013

    • 著者名/発表者名
      堀 玄, 齋藤 大輔, 嵯峨山 茂樹
    • 雑誌名

      計量国語学会予稿集

      巻: 29 (3) ページ: 104-196

  • [学会発表] 複合ウェーブレットトラジェクトリモデルに基づくテキスト音声合成2013

    • 著者名/発表者名
      北条 伸克
    • 学会等名
      電子情報通信学会音声研究会
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      20131121-20131122
  • [学会発表] Automatic Transcription of MIDI Signals Based on Probabilistic Model of Two-dimensional Rhythm Tree Structure Representation2013

    • 著者名/発表者名
      土屋政人
    • 学会等名
      Asia Pacific Signal and Information Processing Association
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20131029-20131101
  • [学会発表] 形態素リスト上の経路探索による自動作詞2013

    • 著者名/発表者名
      堀 玄
    • 学会等名
      計量国語学会
    • 発表場所
      首都大学東京 秋葉原サテライトキャンパス
    • 年月日
      20130928-20130928
  • [学会発表] Text-to-speech synthesizer based on combined model of composite wavelet and hidden Markov models2013

    • 著者名/発表者名
      北条伸克
    • 学会等名
      Speech Synthesis Workshop 2013
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      20130831-20130902
  • [学会発表] Generative modeling of speech F0 contours2013

    • 著者名/発表者名
      亀岡弘和
    • 学会等名
      Interspeech 2013
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      20130825-20130828
  • [学会発表] Probabilistic speech F0 contour model incorporating statistical vocabulary model of phrase-accent command sequence2013

    • 著者名/発表者名
      石原達馬
    • 学会等名
      Interspeech 2013
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      20130825-20130828
  • [学会発表] ACOUSTIC SCORE FOLLOWING TO MUSICAL PERFORMANCE WITH ERRORS AND ARBITRARY REPEATS AND SKIPS FOR AUTOMATIC ACCOMPANIMENT2013

    • 著者名/発表者名
      中村知彦
    • 学会等名
      SMC (Sound and Music Computing) Conference
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      20130730-20130803
  • [学会発表] 誤り・任意の弾き直し・弾き飛ばしを含む演奏音響信号への高速な楽譜追跡2013

    • 著者名/発表者名
      中村 友彦
    • 学会等名
      情報処理学会音楽情報科学研究会
    • 発表場所
      お茶の水女子大学 理学部
    • 年月日
      20130511-20130512
  • [備考] 自動作曲システム Orpheus

    • URL

      http://www.orpheus-music.org/v3/

  • [備考] 自動伴奏システム Eurydice ビデオデモ

    • URL

      http://www.orpheus-music.org/v3/others/Orpheus31others.php

  • [産業財産権] 音声信号解析装置、方法、及びプログラム2013

    • 発明者名
      亀岡 弘和、吉里 幸太、齋藤 大輔、嵯峨山 茂樹、北条 伸克
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-182112
    • 出願年月日
      2013-09-03
  • [産業財産権] 音響信号解析装置、方法、及びプログラム2013

    • 発明者名
      亀岡 弘和、池澤 浩気、北条 伸克、エスピ ミケル、嵯峨山 茂樹
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-181701
    • 出願年月日
      2013-09-02
  • [産業財産権] 音声合成モデル学習装置、方法、及びプログラム2013

    • 発明者名
      亀岡 弘和、北条 伸克、吉里 幸太、齋藤 大輔、嵯峨山 茂樹
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-177166
    • 出願年月日
      2013-08-28
  • [産業財産権] 基本周波数モデルパラメータ推定装置、方法、及びプログラム2013

    • 発明者名
      亀岡 弘和、石原 達馬、吉里 幸太、齋藤 大輔、嵯峨山 茂樹
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-173266
    • 出願年月日
      2013-08-22

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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