JPH02157799A - 旋律分析方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動選曲等を目的として、入力された旋律に
関する情報を得る旋律分析方式に関する。

〔従来の技術〕

編曲とは、対象となる旋律（以下、オリジナル旋律とい
う）に対して、伴奏付け、副旋律の創作、前奏、間奏、
演奏などの創作、編曲構成の決定などを行ない、曲とし
て演奏できる状態である楽譜や演奏データを作成する行
為である。

通常、人間がオリジナル旋律から編曲を行なう場合、オ
リジナル旋律を充分に吟味し、その旋律がどのような雰
囲気を持つか、どのような部分旋律からなり、どのよう
な構成を持つか、などを理解した上で、伴奏付け、前奏
や間奏の創作などを行なっていく。この作業において、
フレーズの切れ目でフィルインやオブリガードをいれた
り、盛り土げのために伴奏を変化させたり、サビ（楽曲
の中間部分で冒頭の旋律とは対照的な旋律部分）で副メ
ロディをつけたり、といった一般的な編曲の手法には、
メロディの構成やその意味付けに関する情報が必須であ
る。

従来、オリジナル旋律からの編曲を行なう方法としては
、これらのメロディに関する情報を全く用いずに、あら
かじめ定められたリズム伴奏をメロディに合わせて演奏
する「伴奏つけ」が一般的であった。すなわち、どのよ
うなオリジナル旋律が与えられても、すべての小節に同
一のリズム伴奏がつくというものである。この例として
、ヤマハ株式会社製のＦ’ｏｒｔａＳｏｕｎｄ等で知ら
れる鍵盤楽器に備えられた自動伴奏機能を用いる方法が
あげられる。これは、あらかじめ楽器内に備えられた伴
奏パターンの中から使用者が好みのものを選び、その伴
奏に合わせて右手で旋律、左手でベース音を弾くことに
より、ベース音にしたがった和音で伴奏パターンが演奏
されるものである。

この伴奏つけでは、メロディによらずに一定の伴奏がつ
くので、冒頭で述べたようなオリジナル旋律の構成を利
用した高度な編曲を自動的に行なうことはできない。そ
れをする場合には、人間がメロディの構成を理解した上
で、それに対する伴奏やテンポや音量などの適切な変化
の指示を外部から与える必要がある。上記のＰｏｒｔａ
Ｓｏｕｎｄ等の場合では、旋律の切れ目などで、ユーザ
が伴奏変化のスイッチやフィルインボタンを押すことに
より、これを実現していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来方式における自動伴奏つけでは、メロディに関する
情報を用いずに同一の伴奏を行なうため、演奏がワンパ
ターンになってしまう。

また、この問題を解決し、旋律の構成に応じた変化に富
む編曲を実現するためには、人間がメロディ構成を理解
した上で、適切な位置で適切な編曲の指示を行なう必要
があった。しかしながら、メロディ構成を理解するため
には、ある程度の音楽の知識や経験が必要であり、また
、メロディ構成に応じて、伴奏や音量などの適切な指示
を与えるためには、編曲に対する高度な知識が必要であ
り、それらの知識を持たない人は編曲や編曲された演奏
を楽しむことができなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、 「旋律に関する情報を得る旋律分析において、フレーズ
の開始小節が一か所以上既知である旋律データに対し、
フレーズの開始小節ｍＤを開始点としたｘ小節分の旋律
データＡとｍＤ以外の開始小節ｍからＸ小節分の旋律デ
ータＢとの間の旋律間距離が、あらかじめ定められた旋
律間距離のしきい値より小さい場合には、ｍを編曲上の
基本単位である部分旋律の小節単位開始点とすることを
特徴とする旋律分析方式」、 「旋律に関する情報を得る旋律分析において、旋律中の
音１．と前記音ｔ１の次の音ｔ２との間の時間が全音以
上である場合に、前記音ｔ２の存在する小節を、編曲上
の基本単位である部分旋律の小節単位開始点とすること
を特徴とする旋律分析方式」および、 「旋律に関する情報を得る旋律分析において、小節単位
の部分旋律開始点を求めた後、求められた小節単位開始
点ｍ以前の旋律データの音程と音長とを用いて、ｍの直
前の部分旋律の最終音およびｍの部分旋律の開始音を求
めることを特徴とする旋律分析方式」 が得られる。

〔作用〕

特許請求の範囲第（１）項記載の第一の発明においては
、旋律の類似性に基づいて部分旋律を求める。一般に、
曲の旋律は、類似性がないフレーズでできている例は少
なく、大抵は２〜８小節程度の類似性のあるフレーズが
部分的に繰り返される場合が多い、したがって、ある一
つのフレーズの開始点が既知であれば、その旋律と類似
した旋律部分を検出することにより、繰り返しフレーズ
の先頭位置を知ることができる。ここで、フレーズとは
、ある自然な一句切りの旋律であり、部分旋律とは、フ
レーズまたはフレーズの集合であり編曲上の基本単位で
ある。

第一の発明では、オリジナル旋律においてあらかじめ既
知のフレーズの開始小節番号ｍ’０からはじまる一定小
節分（Ｘ小節とする）の旋律Ａ、オリジナル旋律内で、
ｍＤ以外の小節ｍからはじまるＸ小部分の旋律をＢ、と
じた場合、ＡとＢ、のメロディ闇路１ｆＩＤ　（Ａ、　
Ｂ、　）を尺度として類似性を判定する。Ｄがあらかじ
め定められたしきい値Ｔｈよりも小さい場合には、Ａと
８１の類似性が高いとみなしてｍを部分旋律の開始位置
とする。旋律間距離は、可能なすべてのｍに対して求め
る。すなわち、全小節数をＭとすると、ｍ−１，２−−
−ｍ−、（Ｍ−ｘ＋１＞（ただし、ｍＤは除く）のすべ
てに対して旋律間距離を求める。

このとき、Ａに含まれるｍを除いてもよい。

冒頭の第１小節は、旋律の始めでありフレーズの開始小
節である。既知のフレーズ開始小節ｍＤの例としてはこ
の第１小節があげられるが、それ以外に既知のものがあ
ればそれもｍｐとして用いることができる。

距離尺度としては、例えば、以下の（１）　、　（２＞
式に示すような、旋律データの音程とタイミングの両者
の類似性が反映されるものを用いる。ここで、Ａ＝ａｌ
、ａ２．＝−、ａｉ、　・・−、ａＩ　（値は台番号で
あり無音のときは０の値をとる。■はマツチングする時
間長）、Ｂ＝ｂｌ、ｂ２．・・・（１）式は、ａｔ、ｂ
ｉの少なくともどちらがが無音ならば定数ｋを、それ以
外は、ａｉとｂｉの音番号差の絶対値を距離に加える距
離尺度であり、（２）式は、（１）式を基本に、同じ音
程のａ。

ｂの片方の音が先にオフになった場合に距離を０とする
ケースを加えたものである。

特許請求の範囲第（２）項に記載された第二の発明にお
いては、音長に基づいて部分旋律を求める。−服に、フ
レーズの最終音はフレーズ内の他の音に比べて次の音ま
での時間（以下、ゲートタイムという。正確にはある音
のオンから次の音までの時間である。〉が長い場合が多
く、特に、ゲートタイムが全音以上の音は、フレーズの
最終音である割合が高い。この第二の発明においては、
このことを利用して、オリジナル旋律内でゲートタイム
が全音以上の音を検出し、その音を部分旋律の最終音と
みなし、その次の音の存在する小節を次の部分旋律の開
始小節とみなす。

特許請求の範囲第（３）項に記載された第三の発明にお
いては、第一および第二の発明における方法によって部
分旋律の開始小節を求めた後、求められた開始小節以前
の旋律データの音長や音程に対するルールを用いて、部
分旋律の音符単位の開始点を求める。小節単位の開始点
と音符単位の開始点の両者を求める必要があるのは、伴
奏などの変化は小節単位の開始点で行なう必要があり、
旋律の音色の変化などは音符単位の開始点で行なう必要
があるためである。ルールとしては、「小節単位の開始
点ｍに対し、（ｍ−１）小節における音長の最も長い音
符を前部分旋律の最終音、その次の音をｍを開始小節点
とする部分旋律の開始音とする」というルールを用いる
ことができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を示した図面を参照して、本発明
をより詳細に説明する。

第１図は、本発明の旋律分析方式を適用した一実施例を
示すブロック図である。オリジナル旋律格納部１には、
鍵盤キーボードなどを用いて外部から入力された一曲分
の旋律がタイミング、音程（音番号）、音長、音量など
のデータからなる各音ｔ。の情報の時系列データとして
格納されている。

Ｔ＝　（ｔｌ、ｔ２．・・・１．−・・、ｔＭ）（ｍ：
小節番号。

Ｍ：オリジナル旋律の小節数） ｔ　＠　＝　（ｔ　ｍｌ、　ｔ　１ｌＩ２＋・・・ｔ、
Ｉｌｎ・・−、ｔ、、ｖ）（ｎ：音番号。

Ｎ：小節ｍ内の音数） ここでは、オリジナル旋律の例として、第２図の五線譜
に示すものを用いて説明する。第２図では、Ｍ＝１６で
ある。第３図は、第２図の旋律データの一部を示してい
る。タイミング、音長は４分音符を４８とした場合の時
間である。

以下、各発明について、部分旋律決定部２における処理
の例を説明する。

第一の発明は、旋律の類似性に着目して部分旋律の開始
小節を求める方式である。入力された旋律は一曲分の旋
律であるため、オリジナル旋律の冒頭をフレーズ開始点
と解釈し、そこから始まる旋律と類似した旋律をオリジ
ナル旋律中で検出する。検出された箇所が求めるべき部
分旋律の開始小節である。

類似した旋律の検出は、以下のように行なう。

まず、既知のフレーズ開始小節番号ｍ　ｏ　＝　１なの
で、そこから始まる旋律Ａを求める。旋律ＡはｍＤから
Ｘ小節分の旋律として求められる。Ｘは一般的なフレー
ズ長であり、ここでは４小節分とする。Ａは旋律間距離
計算のなめに、４分音符を４８点としたサンプル点の音
程データとして展開される。Ｂ、は、ｍｏ以外の小節ｍ
からＸ小節分の旋律データであり、ここでは、ｘ＝４な
ので、Ａに含まれない５小節目を始めのｍとする。Ａと
Ｂヨの距離Ｄ　（Ａ、Ｂ、）は、（１）式や（２）式の
距離尺度を用いて求めることができる。Ｄがあらかじめ
定めたしきい値Ｔｈよりも小さい場合には、ＡとＢ、、
が類似しているとして、ｍが部分旋律の開始小節とされ
、その情報が部分旋律情報格納部３（第１区）に格納さ
れる。旋律間距離りは、ｍを５から１３まで変化させた
場合のすべてに対して求められ、同様に類似性判定が行
なわれる。第４図は各ｍに対する旋律間距離の計算結果
を示したもので、この例では、ｍ＝９の位１が部分旋律
の開始小節として検出される。第５図は、本発明におけ
るアルゴリズムを示したものである。

第二の発明は、ゲートタイムに着目して部分旋律の開始
小節を求める方式である。ゲートタイムは、ある音から
次の音までの時間であり、第３図に示したデータから容
易に求めることができる。

アルゴリズムは、オリジナル旋律における音ｔに対し、
ゲートタイムが全音（ｔ＝１９２以上）であるかどうか
調べ、もしそうならばｔの次の音の存在する小節を部分
旋律の開始小節とするものである。第２図の旋律の例で
は、ｍ＝４．ｍ＝１２に付点２分音符と４分休符が存在
するため、上記の条件を満足する。したがって、ｍ＝５
．１３が部分旋律の開始小節として検出される。

第三の発明は、上記の方式によって部分旋律の開始小節
を求めた後、求められた開始小節以前の旋律データの音
長や音程に対するルールを用いて、部分旋律の音符単位
の開始点を求めるものである。第２図において、第９小
節は、弱冠て開始する冒頭の旋律と類似した部分旋律の
開始小節として検出されているが、冒頭に同様に、ここ
は弱冠てあり実際のフレーズの開始音は第８小節内の第
２音くド）と考えられる。このようなとき、旋律の音色
変化などの編曲上の指示は、音符単位の開始点で行なう
必要があり、小節単位で変化させた方が自然な伴奏とは
別に考える必要がある。

この場合、音符単位の開始点の求めるルールとしては、
例えば「小節単位の開始点ｍ′に対し、（ｍ’　−１）
小節における音長の最も長い音符ｔを前部分旋律の最終
音とし、そのｔの次の音を部分旋律の開始音とする」と
いうルールを用いることができる。また、このルールに
加えて、「（ｍ″−１）小節に音が存在しない場合には
、ｍ′小節の第１音を部分旋律の開始音とする。さらに
、（ｍ’　−１）小節の前半（ここではｔ＝９６まで）
に音が存在しない場合には、（ｍｌ）小節の第１音を部
分旋律の開始音とする」などのルールを加えることがで
きる。第６図は、上記のようにして求められた各部分旋
律の音符単位の開始点をＯを囲んで示した図である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、旋律の構成要素
である部分旋律を自動的に求めることができる。そのな
め、この情報を使って、曲の途中の適切な位置で伴奏、
音量、音色などを変更することができ、変化に富む伴奏
付けを行なうことが可能となる。

またそれらの変更を自動的に行なうことができるので、
人間があらかじめメロディ構成を理解したり、編曲の指
示を行なう必要がない。そのため、使用者は、編曲に対
する専門的な知識を持たなくても、単調でなく変化に富
む演奏を楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の発明の実施例を示すブロック図、第２図
はオリジナル旋律の例を示す図、第３図は第２区の旋律
データの一部を示す図、第４図は第１図における部分旋
律決定部２の動作を説明するための図、第５図は第一の
発明のアルゴリズムを示す区、第６図は第三の発明の処
理結果を説明するための図である。 １・・・オリジナル旋律格納部、２・・・部分旋律決定
部、３・・・部分旋律情報格納部。 代理人　弁理士　　内　原　　晋 閉　　２　　男 凹 小節Ｎｏ。 音Ｎｏ。 タイミング 音程（Ｎｏ、） 音長 音量 １４４　　Ｃ４（４８）　　　２０　４８１６８　　Ｅ
４　（５２）　　　２０　４８ＯＧ４（５５）　　　９
０　４８ ９８　　Ａ４（５７）　　　４０　４８１４４　　Ｇ４
　（５５）　　　４０　４８Ｅ４　（５２） Ｅ４　（５２） Ｄ４　（５０） Ｅ４　（５２） 呂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）旋律に関する情報を得る旋律分析において、フレ
   ーズの開始小節が一か所以上既知である旋律データに対
   し、フレーズの開始小節ｍ＿Ｄを開始点としたｘ小節分
   の旋律データＡとｍ＿Ｄ以外の開始小節ｍからｘ小節分
   の旋律データＢとの間の旋律間距離が、あらかじめ定め
   られた旋律間距離のしきい値より小さい場合には、ｍを
   編曲上の基本単位である部分旋律の小節単位開始点とす
   ることを特徴とする旋律分析方式。
2. （２）旋律に関する情報を得る旋律分析において、旋律
   中の音ｔ＿１と前記音ｔ＿１の次の音ｔ＿２との間の時
   間が全音以上である場合に、前記音ｔ＿２の存在する小
   節を、編曲上の基本単位である部分旋律の小節単位開始
   点とすることを特徴とする旋律分析方式。
3. （３）旋律に関する情報を得る旋律分析において、小節
   単位の部分旋律開始点を求めた後、求められた小節単位
   開始点ｍ以前の旋律データの音程と音長とを用いて、ｍ
   の直前の部分旋律の最終音およびｍの部分旋律の開始音
   を求めることを特徴とする旋律分析方式。