JP2995237B2 - Tonality determination device - Google Patents

Tonality determination device

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JP2995237B2
JP2995237B2 JP2289892A JP28989290A JP2995237B2 JP 2995237 B2 JP2995237 B2 JP 2995237B2 JP 2289892 A JP2289892 A JP 2289892A JP 28989290 A JP28989290 A JP 28989290A JP 2995237 B2 JP2995237 B2 JP 2995237B2
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tonality
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【発明の詳細な説明】 <発明の技術分野> この発明は、与えられる楽曲の調(調性)を自動判別
する調性判別装置に関する。
Description TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a tonality discriminating apparatus for automatically discriminating the tonality (tonality) of a given music piece.

<発明の背景技術> 従来より、入力された楽曲の調(調性)を判別するた
めの調性判別装置が種々研究されている。
<Background Art of the Invention> Conventionally, various tonality determination devices for determining the tonality (tonality) of input music have been studied.

これらの調性判別装置においては、高級なものになる
と、調判定のアルゴリズムの作成に専門家の知識やノウ
ハウを必要とする。あるいは、判別の精度を上げようと
すると、結果として、判定できる調性の種類を限定せざ
るを得なくなってくる。例えば、マイナーとメジャーと
は判別できてもそれ以外の調、例えば沖縄調やブルース
を判別できないということになる。
When these tonality discriminating devices are of high quality, the knowledge and know-how of a specialist are required to create an algorithm for tonality judgment. Alternatively, if the accuracy of the determination is to be improved, the types of tonality that can be determined must be limited as a result. For example, even if it is possible to distinguish between minor and major, it is not possible to distinguish other tones such as Okinawan tone and blues.

<発明の目的> この発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、
比較的簡単な構成でありながら種々の調(調性)の判別
を可能とする調性判別装置を提供することを目的とす
る。
<Object of the Invention> The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a tonality discriminating device which can discriminate various tones (tonality) while having a relatively simple configuration.

<発明の構成、作用> 即ちこの発明によれば、上記目的を達成するために、
複数の音符からなる楽曲情報を供給する楽曲情報供給手
段と、複数の調それぞれについて、各音階音の出現頻度
を記憶する出現頻度記憶手段と、上記楽曲情報供給手段
から与えられる楽曲情報の音符の音符長を音名毎に累算
し、所定の音符数毎に、上記累算値と出現頻度記憶手段
に記憶されている複数の調それぞれについての出現頻度
とに基づいて所定の計算を行うことにより、その時点ま
での楽曲情報と複数の調それぞれとの類似度をリアルタ
イムに算出する類似度計算手段と、上記類似度計算手段
によって算出される調毎の類似度を順次更新表示する表
示手段と、を具備したことを特徴とする調性判別装置が
提供される。
<Structure and operation of the invention> That is, according to the present invention, in order to achieve the above object,
Music information supply means for supplying music information composed of a plurality of notes; appearance frequency storage means for storing the appearance frequency of each scale sound for each of a plurality of keys; Accumulating note lengths for each note name and performing a predetermined calculation for each predetermined number of notes based on the accumulated value and the appearance frequency of each of a plurality of keys stored in the appearance frequency storage means. A similarity calculating means for calculating the similarity between the music information and each of the plurality of keys up to that point in real time, and a display means for sequentially updating and displaying the similarity for each key calculated by the similarity calculating means. Are provided.

第1図は、この一構成例を示しており、楽曲情報供給
手段GSは、例えば鍵盤を含み、あるいは、鍵盤と接続さ
れこの鍵盤から楽曲情報を入力可能となっている。この
楽曲情報は、音高と音長とで表現される。
FIG. 1 shows an example of this configuration. The music information supply means GS includes, for example, a keyboard or is connected to a keyboard so that music information can be input from this keyboard. This music information is represented by a pitch and a pitch.

出現頻度記憶手段(メンバーシップ関数供給手段)MS
は、例えば、予め複数の調(調性)について、各音階の
出現頻度を表わすメンバーシップ関数を記憶している記
憶手段を含んでいる。この記憶手段の記憶内容は、複数
の楽曲について分析した結果に基づくものとなってい
る。
Appearance frequency storage means (Membership function supply means) MS
Includes, for example, storage means for storing in advance a membership function representing the frequency of appearance of each scale for a plurality of tones (tonality). The storage contents of this storage means are based on the result of analyzing a plurality of music pieces.

類似度計算手段CAは、楽曲情報供給手段GSからの楽曲
情報と出現頻度記憶手段(メンバーシップ関数供給手
段)MSからの複数の調についてのメンバーシップ関数と
に基づき、それらの類似度を計算する。具体的には、楽
曲情報供給手段GSから与えられる楽曲情報の音符の音符
長を音名毎に累算し、所定の音符数毎に、上記累算値と
出現頻度記憶手段(メンバーシップ関数供給手段)MSに
記憶されている複数の調それぞれについての出現頻度と
に基づいて所定の計算を行うことにより、その時点まで
楽曲情報と複数の調それぞれとの類似度をリアルタイム
に算出する。この類似度の計算によって、当該楽曲が如
何なる調であるのかが明らかになる。そして、この類似
度計算手段CAの計算結果である調毎の類似度が、表示手
段(出力手段)CUに表示される。この表示手段(出力手
段)OUは、各種表示形態で、使用者に調性判別結果を知
らしめる。従って、予め、各調のメンバーシップ関数を
用意すれば、楽曲の調性判別が、比較的簡単な計算を実
行するだけで行われることになる。
The similarity calculation means CA calculates the similarity between the music information from the music information supply means GS and the membership functions for a plurality of keys from the appearance frequency storage means (membership function supply means) MS. . Specifically, the musical note length of the musical composition information supplied from the musical composition information supply means GS is accumulated for each note name, and the accumulated value and the appearance frequency storage means (membership function supply Means) By performing a predetermined calculation based on the appearance frequency of each of the plurality of keys stored in the MS, the similarity between the music information and each of the plurality of keys is calculated in real time up to that point. By calculating the similarity, it becomes clear what tone the music has. Then, the similarity for each key, which is the calculation result of the similarity calculating means CA, is displayed on the display means (output means) CU. This display means (output means) OU informs the user of the tonality determination result in various display forms. Therefore, if the membership function of each key is prepared in advance, the tonality determination of the music can be performed only by executing a relatively simple calculation.

<実施例> 以下この発明を図面に示す一実施例により詳細に説明
する。
<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an example shown in the drawings.

第2図は、その全体構成を示しており、CPU1が、この
調性判別装置の全体動作を制御する。このCPU1は、ROM
2、RAM3、MIDIインタフェース4及びLCDドライバ5とコ
モンバス6を介して接続されている。このほか、必要に
応じて、制御情報入力用のスイッチ部が設けられている
(図示略)。
FIG. 2 shows the overall configuration, and the CPU 1 controls the overall operation of the tonality determination device. This CPU1 has ROM
2, a RAM 3, a MIDI interface 4, and an LCD driver 5 via a common bus 6. In addition, a switch section for inputting control information is provided as necessary (not shown).

ROM2は、CPU1の動作の為のプログラムのほか複数の調
(調性)についてのメンバーシップ関数を記憶してい
る。このメンバーシップ関数については、後に詳述す
る。
The ROM 2 stores a program for the operation of the CPU 1 and membership functions for a plurality of tones (tonality). This membership function will be described later in detail.

RAM3は、CPU1の各種演算実行時にワークメモリ等とし
て使用される。また、上記MIDIインタフェース4には、
外部の電子楽器EMから演奏情報が与えられるインタフェ
ースである。尚、MIDIとは、MUSICAL INSTRUMENT DIGIT
AL INTERFACEの略称である。このMIDIインタフェース4
を介して与えられる演奏情報が、楽曲情報として順次RA
M3に記憶されてゆく。
The RAM 3 is used as a work memory or the like when the CPU 1 executes various calculations. Also, the MIDI interface 4 includes
An interface to which performance information is given from an external electronic musical instrument EM. MIDI means MUSICAL INSTRUMENT DIGIT
Abbreviation for AL INTERFACE. This MIDI interface 4
The performance information given via the
It is memorized in M3.

CPU1は、RAM3に入力される楽曲情報と、ROM2に記憶さ
れているメンバーシップ関数とに基づき、後述する類似
度演算を実行する。そして、この類似度演算結果に従っ
て、入力された楽曲情報の調性を示す信号をLCDドライ
バ5に与え、LCD7の所定の表示パターンによって楽曲の
調性表示を行う。
The CPU 1 executes a similarity calculation described later based on the music information input to the RAM 3 and the membership function stored in the ROM 2. Then, in accordance with the result of the similarity calculation, a signal indicating the tonality of the input music information is given to the LCD driver 5, and the tonality of the music is displayed according to a predetermined display pattern on the LCD 7.

ここで、CPU1は、第1図を参照して説明した類似度計
算手段CAを構成し、ROM2がメンバーシップ関数供給手段
MSを構成し、MIDIインタフェース4とRAM3とが上記楽曲
情報提供手段GSを構成し、LCDドライバ5とLCD7とが出
力手段OUを構成する。
Here, the CPU 1 constitutes the similarity calculating means CA described with reference to FIG.
The MS, the MIDI interface 4 and the RAM 3 constitute the music information providing means GS, and the LCD driver 5 and the LCD 7 constitute the output means OU.

次にROM2に予め記憶されたメンバーシップ関数につい
て説明する。
Next, a membership function stored in the ROM 2 in advance will be described.

まず、Cメジャー(CMaj)のメンバーシップ関数m
CMajについて説明する。このメンバーシップ関数mCMaj
は、メーカサイドでCメジャーと認定する楽曲の楽譜を
複数、できれば多数用意し、その特徴を抽出することで
求められる。
First, the membership function m of the C major (C Maj )
CMaj will be described. This membership function m CMaj
Is obtained by preparing a plurality of music scores, preferably many, of a music piece that is recognized as a C major by the manufacturer side, and extracting the features.

具体的には、例えば、第3図のような楽譜を用意す
る。尚、この楽譜はCメジャーの曲である。そして、1
小節を例えば96分割した単位時間を1tとし、この曲中に
出現する音階Cについて、トータル何単位時間出現する
のか総和を求める。ここでこの値を、T(C)とおく。
いま例えば、T(C)=480tである。
Specifically, for example, a score as shown in FIG. 3 is prepared. This score is a C major song. And 1
A unit time obtained by dividing a bar into 96, for example, is 1t, and a total sum of the number of unit times appearing in the scale C appearing in the music is obtained. Here, this value is set as T (C).
Now, for example, T (C) = 480t.

同様にして、この曲に出現する音階Cについての出
現総和時間を求める。この値をT(C)とおく。いま
例えば、T(C)=0となる。以下同様にして、12音
階(C〜B)について、出現時間の総和を求める。例え
ば、この楽曲の場合次のようになる。尚、tは省略す
る。
Similarly, the total appearance time of the scale C # appearing in the music is obtained. This value is set as T (C # ). Now, for example, T (C # ) = 0. Similarly, the sum of the appearance times is calculated for the 12 scales (C and B). For example, this song is as follows. Note that t is omitted.

T(C)=480 T(C)=0 T(D)=192 T(D)=0 T(E)=336 T(F)=32 T(F)=16 T(G)=608 T(G)=48 T(A)=848 T(A)=48 T(B)=432 ここで、音階ベクトルを次のように定義する。T (C) = 480 T (C # ) = 0 T (D) = 192 T (D # ) = 0 T (E) = 336 T (F) = 32 T (F # ) = 16 T (G) = 608 T (G # ) = 48 T (A) = 848 T (A # ) = 48 T (B) = 432 Here, the scale vector is defined as follows.

Th={T(C),T(C),T(D),T(D),T
(E),T(E),T(F),T(F),T(G),T
(G),T(A),T(A),T(B)} 従ってこの場合は、 Th={480、0、192、0、336、32、16、608、48、84
8、48、432} となる。
T h = {T (C), T (C # ), T (D), T (D # ), T
(E), T (E # ), T (F), T (F # ), T (G), T
(G #), T (A ), T (A #), T (B)} Thus in this case, T h = {480,0,192,0,336,32,16,608,48,84
8, 48, 432}.

そして、Thの自乗和が1となるように標準化し、これ
を標準音階ベクトルTh′とする。
Then, normalized so the sum of the squares of the T h is 1, this is a standard scale vector T h '.

Th′={T(C)/D,T(C)/D,T(D)/D,T
(D)/D,T(E)/D,T(E)/D,T(F)/D,T
(F)/D,T(G)/D,T(G)/D,T(A)/D,T
(A)/D,T(B)/D} ここで、 である。Σは、音階αつまりC〜Bについての和であ
る。
T h ′ = {T (C) / D, T (C # ) / D, T (D) / D, T
(D # ) / D, T (E) / D, T (E # ) / D, T (F) / D, T
(F # ) / D, T (G) / D, T (G # ) / D, T (A) / D, T
(A # ) / D, T (B) / D} where It is. Σ is the sum of the scale α, that is, C and B.

上記の例では、次のようになる。 In the above example,

Th′={0.372,0,0.148,0,0.261,0.025,0.012,0.472,
0.037,0.659,0.037,0.335} 他の曲についても、以上説明した手順で、Th′を求め
る。例えば100曲について、上記処理を実行して、Th
〜Th99が得られる。そして、100曲についての標準
音階ベクトルの総和ベクトルSTを求める。
T h ′ = {0.372,0,0.148,0,0.261,0.025,0.012,0.472,
0.037, 0.659, 0.037, 0.335} For other songs, obtain T h ′ by the procedure described above. For example, the above processing is executed for 100 pieces of music, and T h '
0 ~T h '99 is obtained. Then, a total sum vector ST of the standard scale vectors for 100 pieces of music is obtained.

ST=Th+Th+……+Th98+Th99={ΣTh(C), ΣTh(C),……,ΣTh′i(A),ΣTh(B)} Σは、曲iについて、従って100曲についての和であ
る。
ST = T h '0 + T h' 1 + ...... + T h '98 + T h' 99 = {ΣT h 'i (C), ΣT h' i (C #), ......, ΣT h 'i (A # ), {T hi (B)}} is the sum for song i and thus for 100 songs.

一例としてSTは、次のようになる。 As an example, ST is as follows.

ST={52.8,1.1,15.5,0,22.2,2.4,1.2,51.9,3.1,54.
5,3.9,35.2} ここで、このベクトルを標準化する。
ST = {52.8,1.1,15.5,0,22.2,2.4,1.2,51.9,3.1,54.
5,3.9,35.2} Here, this vector is standardized.

ST′=Th0/D′+Th1/D′+…… +Th98/D′+Th99/D′ ={ΣTh(C)/D′,ΣTn(C)/
D′,……, ΣTh(A)/D′, ΣTh(B)/D′} ここで であり、Σは、音階αつまりC〜Bについての和であ
る。
ST '= T h' 0 / D '+ T h' 1 / D '+ ...... + T h' 98 / D '+ T h' 99 / D '= {ΣT h' i (C) / D ', ΣT n' i (C # ) /
D ', ......, ΣT h' i (A #) / D ', ΣT h' i (B) / D '} where And Σ is the sum of the scale α, that is, C and B.

上述の例では、次の値をとる。 In the above example, the following values are taken.

ST′={0.516,0.011,0.152,0,0.217,0.023,0.012,0.
508,0.030,0.533,0.038,0.344} このベクトルST′の各成分をメンバーシップ関数m
CMaj(TH)とおく。つまり、メンバーシップ関数mCMaj
(TH)は、音階THを変数にもつ関数であり、上記の例と
しては、第4図のようになる。
ST '= {0.516,0.011,0.152,0,0.217,0.023,0.012,0.
508,0.030,0.533,0.038,0.344} Each component of this vector ST ′ is defined as membership function m
CMaj (TH). That is, the membership function m CMaj
(TH) is a function having the scale TH as a variable, and the above example is as shown in FIG.

このように主音(トニック)がCのつまりCMajについ
てメンバーシップ関数mCMaj(TH)が求まると、C Maj
のメンバーシップ関数は、mC Maj(TH)=mCMaj(TH−
1/2Z)で定まる。ここで、1/2Zは、半音を表現するもの
とする。第5図を参照すると理解されるとおり、例え
ば、C−1/2Z=C+11/2Z=Bである。従って、次のよ
うな関係となる。
In this way, when the membership function m CMaj (TH) is obtained for the tonality of C, that is, CMaj , C # Maj
The membership function of m C # Maj (TH) = m CMaj (TH-
1 / 2Z). Here, 1 / 2Z represents a semitone. As will be understood with reference to FIG. 5, for example, C-1 / 2Z = C + 11 / 2Z = B. Therefore, the following relationship is obtained.

mC Maj(C)=mCMaj(B) mC Maj(C)=mCMaj(C) ………… mC Maj(B)=mCMaj(A) この結果メンバーシップ関数mC MMaj(TH)は、第6
図の如くなる。
m C # Maj (C) = m CMaj (B) m C # Maj (C # ) = m CMaj (C) ... m C # Maj (B) = m CMaj (A # ) Resulting membership function m C # M Maj (TH) is the sixth
It looks like the figure.

以下同様にして、DMaj〜BMajについてのメンバーシッ
プ関数mDMaj(TH)〜mBMaj(TH)が求まる。以上で、メ
ジャー系のメンバーシップ関数を12のルート音を基準に
して求めたことになる。
Similarly, membership functions m DMaj (TH) to m BMaj (TH) for D Maj to B Maj are obtained. This means that the major membership function has been determined based on the 12 root sounds.

次にマイナー系のメンバーシップ関数mCm(TH)〜mBm
(TH)を例えば100曲の音譜を用意して、上記同様の手
順で求める。このメンバーシップ関数のうちmCm(TH)
とmC (TH)の一例を第7図と第8図に示す。
Next, the membership function of the minor system, m Cm (TH) to m Bm
(TH) is obtained in the same procedure as above, for example, by preparing 100 music scores. M Cm (TH) of this membership function
And shows an example of m C # m (TH) in FIG. 7 and FIG. 8.

ブルース系の曲、すなわち、メジャーブルースとマイ
ナーブルースの曲についても例えば100曲づつ選択し、
上記同様の処理を施して、それぞれのメンバーシップ関
数mCMajBS(TH)〜mBMajBS(TH)とmCmBS(TH)〜mBmBS
(TH)を求める。第9図と第10図とは、それぞれ上記メ
ンバーシップ関数のうちのmCMajBS(TH)とmCmBS(TH)
との一例を表している。
For blues songs, that is, for major blues and minor blues songs, for example, select 100 songs each,
Applying the same processing as above, the respective membership functions m CMajBS (TH) to m BMajBS (TH) and m CmBS (TH) to m BmBS
(TH). 9 and 10 show m CMajBS (TH) and m CmBS (TH) of the above membership functions, respectively.
And an example.

以上でメジャー、マイナー、メジャーブルース、マイ
ナーブルースのメンバーシップ関数を求めたことになる
が、このほかにも、判断を必要とする調のメンバーシッ
プ関数を上記同様にして求めることが出来ることは言う
までもない。
Thus, the membership functions of major, minor, major blues, and minor blues have been determined, but it goes without saying that the membership functions of keys that require judgment can also be determined in the same manner as above. No.

そして、このように予め求めたメンバーシップ関数
が、第2図のROM2に格納されている。なお、以上の説明
からも理解されるとおり、C以外の主音についてのメン
バーシップ関数は、主音をCとするメンバーシップ関数
のTHの指定をシフト操作すれば求められるのでROM2に
は、主音をCとする次の4つのメンバーシップ関数を記
憶しておく。
Then, the membership function obtained in advance is stored in the ROM 2 of FIG. As will be understood from the above description, the membership function for the tonic other than C can be obtained by shifting the designation of the TH of the membership function with the tonic as C. The following four membership functions are stored.

mCMaj(TH)第4図参照、 mCm(TH)第7図参照、 mCMajBS(TH)第9図参照、 mCmBS(TH)第10図参照。m CMaj (TH) See FIG. 4, m Cm (TH) See FIG. 7, m CMajBS (TH) See FIG. 9, m CmBS (TH) See FIG.

次に、本実施例の動作について説明を行なう。 Next, the operation of this embodiment will be described.

この実施例においては、所定数の音符入力がなされる
とリアルタイムで調判別を開始するようになっており、
その結果得られる当該曲の調性に関する情報を、グラフ
ィック表示する。
In this embodiment, when a predetermined number of note inputs are made, key discrimination is started in real time,
The resulting information about the tonality of the music is graphically displayed.

第11図は、CPU1の動作フローを示しており、まず、10
0でイニシャライズの処理がなされる。その後、MIDIイ
ンタフェース4を介して入力される演奏情報に対しての
入出力処理200が行なわれる。続く300にて、ノートON/O
FFの有無が検知され、MIDIインタフェース4を介して新
たにノートON/OFFを示す情報が入力されてきた場合に
は、400の調判定処理を実行し、そうでないときには、3
00から200に戻る。
FIG. 11 shows an operation flow of the CPU 1. First, FIG.
At 0, initialization processing is performed. Thereafter, input / output processing 200 for performance information input via the MIDI interface 4 is performed. Next 300, note ON / O
If the presence or absence of FF is detected and new information indicating note ON / OFF is input via the MIDI interface 4, a key determination process of 400 is executed.
Return from 00 to 200.

調判定処理400は、具体的には、まず401にて、ノート
ONなのかOFFなのかを検知し、新たな入力がONのとき
は、402に進み当該ノートONの音名(音階)nを検出す
る。そして、403でフラグレジスタO(n)を1とす
る。このフラグレジスタO(n)は、RAM3上に設けられ
ている。続いて、404においてON時間測定カウンタT
(n)をクリアした後、スタートして、この新たな入力
音階についてのON時間の計測を開始する。このON時間測
定カウンタT(n)は、CPU1とRAM3とにより構成される
もので、カウントスタートが設定されると、自動的に計
時処理を行なう。そして、404から200にリターンする。
The key determination process 400 is, specifically, first, at 401, a note
Whether the input is ON or OFF is detected, and when a new input is ON, the process proceeds to 402 to detect the note name (scale) n of the note ON. Then, in 403, the flag register O (n) is set to 1. This flag register O (n) is provided on the RAM3. Subsequently, at 404, the ON time measurement counter T
After clearing (n), the process starts and the measurement of the ON time for the new input scale is started. The ON time measurement counter T (n) is constituted by the CPU 1 and the RAM 3, and automatically performs time counting when a count start is set. Then, the process returns from 404 to 200.

もし、401において、OFFが検知されると405にすす
み、当該ノートOFFの音名(音階)nを検出する。続く4
06では、上記フラグレジスタO(n)を0に設定し、40
7において上記ON時間測定カウンタT(n)の計数動作
をストップして、408でこのON時間測定カウンタT
(n)の内容をトータルON時間レジスタSTI(n)に加
算する。このトータルON時間レジスタSTI(n)は、各
音階分の要素をもっていて、ベクトルとして考えること
が出来る。
If OFF is detected in 401, the process proceeds to 405, and the note name (scale) n of the note OFF is detected. Follow 4
At 06, the flag register O (n) is set to 0, and 40
At 7 the counting operation of the ON time measurement counter T (n) is stopped, and at 408 this ON time measurement counter T (n)
The content of (n) is added to the total ON time register STI (n). This total ON time register STI (n) has elements for each musical scale and can be considered as a vector.

409では、これまでに入力された音符数が所定数を越
えたがどうか、つまりレジスタP(OFF)=20を判断し
て、もし、P(OFF)<20ならば、409で、レジスタP
(OFF)を1インクリメントした後、200にリターンす
る。
At 409, it is determined whether or not the number of inputted notes exceeds a predetermined number, that is, it is determined that the register P (OFF) = 20. If P (OFF) <20, the register P is determined at 409.
After incrementing (OFF) by 1, the process returns to 200.

409でYESの判断がなされると、411に進みレジスタP
(OFF)の値を10だけ減じた後412に進む。つまり、40
9、410、411の動作から理解されるとおり、最初の状態
では、20を越えた音符入力がなされてから、調判定の処
理を行ない、その後は、新たに10の音符入力がなされる
都度調判定の処理を行なうようになる。
If YES is determined in 409, the process proceeds to 411 and the register P
After decreasing the value of (OFF) by 10, proceed to 412. That is, 40
As can be understood from the operations of 9, 410, and 411, in the initial state, after a note input exceeding 20 is made, a key judgment process is performed, and thereafter, when a new 10 note input is made, the tone is adjusted each time. The determination process is performed.

412では、次式のトータル時間レジスタSTI(n)の各
成分の自乗和の平方根Fを計算する。
At 412, the square root F of the sum of squares of each component of the total time register STI (n) in the following equation is calculated.

この式で、Σは、各音階nつまりC〜Bについての和
をとることを意味する。
In this equation, Σ means that a sum is taken for each scale n, that is, for C and B.

続く413において、トータルON時間レジスタSTI(n)
の各要素を標準化するために、つまり標準化されたトー
タルON時間レジスタSTI′(n)(これもベクトルと考
えることが出来る)を求めるべく上記トータルON時間レ
ジスタSTI(n)の各成分を、Fで除算する。
In the following 413, the total ON time register STI (n)
Are standardized, that is, each component of the total ON time register STI (n) is calculated as FTI in order to obtain a standardized total ON time register STI '(n) (which can also be considered as a vector). Divide by.

この処理(前処理)を行なったのち、ROM2に記憶され
ている各メンバーシップ関数と、標準化されたトータル
ON時間レジスタSTI′(n)との類似度計算を実行す
る。414C〜414Bまでがメジャー系のメンバーシップ関数
との類似度計算であり、415C〜415Bまでがマイナー系の
メンバーシップ関数との類似度計算であり、416C〜416B
までがメジャーブルース系のメンバーシップ関数との類
似度計算であり、417C〜417Bまでがマイナーブルース系
のメンバーシップ関数との類似度計算である。
After performing this processing (pre-processing), each membership function stored in ROM2 and the standardized total
The similarity calculation with the ON time register STI '(n) is executed. 414C to 414B is the similarity calculation with the major membership function, 415C to 415B is the similarity calculation with the minor membership function, and 416C to 416B
Are the similarity calculation with the membership function of the major blues system, and 417C to 417B are the calculation of the similarity with the membership function of the minor blues system.

一例を説明すると、CMajのメンバーシップ関数MCMaj
(n)(nと上述したTHとは同じであり各音階C〜Bを
さす)と、上記標準化されたトータルON時間レジスタST
I′(n)の各成分との類似度計算は、つぎのようにな
る。
To explain one example, the membership function of C Maj , M CMaj
(N) (where n is the same as the above-mentioned TH and indicates each scale C-B) and the standardized total ON time register ST
Calculation of the similarity with each component of I '(n) is as follows.

SCMaj=ΣSTI′(n)*mCMaj(n) この式でΣは、各音階n(C〜B)についての和であ
る。
S CMaj = {STI '(n) * m CMaj (n) In this equation, Σ is the sum for each scale n (C-B).

第11図に示すような各演算を各メンバーシップ関数と
標準化されたトータルON時間レジスタSTI′(n)との
間で行なうと、演算結果としてSCMaj〜SBMaj、SCm
SBm、SCMajBS〜SBMajBS、SCmBS〜SBmBSの12*4=48個
の値が求まる。
When each operation as shown in FIG. 11 is performed between each membership function and the standardized total ON time register STI '(n), the operation results are S CMaj to S BMaj and S Cm to
12 * 4 = 48 values of S Bm , S CMajBS to S BMajBS , S CmBS to S BmBS are obtained.

そして、この一連の処理の後200に戻り、CPU1は、LCD
ドライバ5にこの類似度計算結果SCMaj〜SBMaj、SCm〜S
Bm、SCMajBS〜SBMajBS、SCmBS〜SBmBSを送り、LCD7を駆
動する。第12図はLCD7の一表示形態を示している。すな
わち、LCD7は、4つの円グラフ表示により、メジャー、
マイナー、メジャーブルース、マイナブルース夫々の各
主音についての、48個の演算結果を示すことが出来る。
従って、使用者は、この4つの円グラフの表示から、現
在演奏入力している楽曲の調が一体何であるのか視覚的
に確認できる。
Then, after this series of processing, the process returns to 200, and the CPU 1
The similarity calculation results S CMaj to S BMaj , S Cm to S
Bm, S CMajBS ~S BMajBS, sends the S CmBS ~S BmBS, drives the LCD 7. FIG. 12 shows one display mode of the LCD 7. In other words, the LCD7 displays four pie charts,
For each main tone of minor, major blues, and minables, 48 calculation results can be shown.
Therefore, the user can visually confirm the key of the currently input musical piece from the display of the four pie charts.

第12図の例では、もっとも大きな値を示しているFMaj
が、最有力候補であり、次の候補としては、A 、C
Maj、Gmとがあげられる。
In the example of FIG. 12, F Maj showing the largest value
Are the most promising candidates, and the next candidates are A * m , C
Maj, and the like and G m.

以上、この発明の一実施例について説明したが、この
実施例によれば、鍵盤などから入力される楽曲の調(調
性)を、リアルタイムで検出し、表示することが出来、
しかも楽曲の途中で、転調などがあってもそれに応じ
て、逐次表示形態が変るので好ましい。この場合、転調
に対してはトータルON時間レジスタSTI′(n)に記憶
する各音階のON時間データ累算値を最新の所定数の音符
に関するもののみとして、移動累算をしてゆくようにす
ると、更に、良い結果が得られる。
As described above, one embodiment of the present invention has been described. According to this embodiment, it is possible to detect and display the key (tonality) of a music input from a keyboard or the like in real time,
In addition, even if there is a modulation or the like in the middle of the music, the display form is sequentially changed in accordance with the modulation, which is preferable. In this case, with respect to the modulation, the moving-accumulation is performed such that the accumulated value of the ON-time data of each scale stored in the total ON-time register STI '(n) relates only to the latest predetermined number of notes. Then, a better result can be obtained.

さらに、上記実施例では、各調に関して、夫々の確か
らしさをグラフ表示したので、各調の関係も理解出来、
音楽学習には好都合である。
Further, in the above embodiment, the probabilities of the respective keys are graphically displayed, so that the relationship between the respective keys can be understood.
It is convenient for learning music.

なお、上記実施例によれば、半音単位で表現されたメ
ンバーシップ関数を準備したが、さらに細かい音程幅
で、メンバーシップ関数を表現するようにしてもよい。
例えば、第13図は、ベンド情報に対しても類似度計算を
行なえるように、細かい音程単位でとったCMajBSのメン
バーシップ関数mCMajBS(TH)を表している。このよう
なことを行なうとにより、ブルース等の特定の調につい
ては、判別結果の精度を上げることが出来る。
According to the above-described embodiment, the membership function expressed in semitone units is prepared. However, the membership function may be expressed with a smaller pitch.
For example, FIG. 13 shows a membership function m CMajBS (TH) of C MajBS taken in fine pitch units so that similarity can be calculated for bend information. By performing such a process, the accuracy of the determination result can be improved for a specific key such as blues.

また、上記実施例では、第12図に関連して述べたとお
り、各調について、当該楽曲が該当している確からしさ
をグラフ表示したが、必ずしもこのような表示形態をと
る必要はなく、例えば、類似度計算を行なった結果、も
っとも類似度が大きいと判定された調の名前のみを文字
表示するようにしてもよい。あるいはは、複数の調の候
補と、その確からしさを数値表示するようにしてもよ
い。
Further, in the above embodiment, as described with reference to FIG. 12, for each key, the likelihood that the song is applicable is graphically displayed, but it is not always necessary to adopt such a display form, for example, Alternatively, only the key name determined to have the highest similarity as a result of the similarity calculation may be displayed in characters. Alternatively, a plurality of key candidates and their probabilities may be numerically displayed.

更に上記実施例によれば、鍵盤にて実際に当該楽曲を
演奏して楽曲情報を入力するほか、各種形態で演奏情報
は供給し得る。例えば、マイクロホンから音声入力した
り、予めコード化されている自動演奏情報をこの調性判
別装置に与えたりすることも出来る。
Further, according to the above embodiment, in addition to actually playing the music on the keyboard and inputting the music information, the performance information can be supplied in various forms. For example, voice input from a microphone or automatic performance information coded in advance can be given to the tonality determination device.

また、この調性判別装置の判別結果出力を自動伴奏装
置に供給して、自動伴奏の調を制御することにより、最
適な自動伴奏を実行することもできる。このように、調
判別結果出力は、単に表示することのほか各種用途(歌
手識別、カラオケのものまね度の識別等)に使用でき
る。
Also, by supplying the output of the discrimination result of the tonality discriminating device to the automatic accompaniment device and controlling the key of the automatic accompaniment, it is also possible to execute the optimum automatic accompaniment. In this way, the output of the key discrimination result can be used for various purposes (singer identification, karaoke imitation identification, etc.) as well as simply displaying.

<発明の効果> 以上説明したとおり本発明は、予め、各調における各
音階音の出現頻度(メンバーシップ関数)を用意すれ
ば、楽曲の調性判別が、比較的簡単な計算を実行するだ
けで行われることになり、判定する調性に制限はなく、
また調判定のために複雑なアルゴリズムを必要とせず、
有効である。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, if the appearance frequency (membership function) of each scale note in each key is prepared in advance, the tonality determination of the music can be performed by performing a relatively simple calculation. The tonality to be determined is not limited,
Also, there is no need for complicated algorithms for key determination,
It is valid.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面は、本発明を示し、第1図は、発明の構成図、第2
図は、一実施例の構成図、第3図は、メンバーシップ関
数を説明するための楽譜を表す図、第4図は、Cメジャ
ーのメンバーシップ関数を示す図、第5図は、各ルート
音の関係を示す図、第6図は、Cメジャーのメンバー
シップ関数を示す図、第7図は、Cマイナーのメンバー
シップ関数を示す図、第8図は、Cマイナーのメンバ
ーシップ関数を示す図、第9図は、Cメジャーブルース
のメンバーシップ関数を示す図、第10図は、Cマイナー
ブルースのメンバーシップ関数を示す図、第11図は、CP
Uの処理フローを示す図、第12図は、表示形態を示す
図、第13図は、半音より小さい音程単位でメンバーシッ
プ関数を表現した状態を示す図である。 GS……楽曲情報供給手段、MS……メンバーシップ関数供
給手段、CA……類似度計算手段、OU……出力手段、1…
…CPU、2……ROM、3……RAM、4……MIDIインタフェ
ース、5……LCDドライバ、7……LCD。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings show the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a block diagram of one embodiment, FIG. 3 is a diagram showing a musical score for explaining a membership function, FIG. 4 is a diagram showing a membership function of a C major, and FIG. FIG. 6 shows a membership function of C # major, FIG. 7 shows a membership function of C minor, FIG. 8 shows a membership function of C # minor FIG. 9, FIG. 9 is a diagram showing a membership function of C major blues, FIG. 10 is a diagram showing a membership function of C minor blues, FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a processing flow of U, FIG. 12 is a diagram showing a display form, and FIG. 13 is a diagram showing a state in which a membership function is expressed in intervals smaller than a semitone. GS: music information supply means, MS: membership function supply means, CA: similarity calculation means, OU: output means, 1 ...
... CPU, 2 ... ROM, 3 ... RAM, 4 ... MIDI interface, 5 ... LCD driver, 7 ... LCD.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G10H 1/00 - 1/00 102 G10H 1/36 - 1/42 G09B 15/00 - 15/08 G10G 1/00 - 3/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G10H 1/00-1/00 102 G10H 1/36-1/42 G09B 15/00-15/08 G10G 1 / 00-3/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の音符からなる楽曲情報を供給する楽
曲情報供給手段と、 複数の調それぞれについて、各音階音の出現頻度を記憶
する出現頻度記憶手段と、 上記楽曲情報供給手段から与えられる楽曲情報の音符の
音符長を音名毎に累算し、所定の音符数毎に、上記累算
値と出現頻度記憶手段に記憶されている複数の調それぞ
れについての出現頻度とに基づいて所定の計算を行うこ
とにより、その時点までの楽曲情報と複数の調それぞれ
との類似度をリアルタイムに算出する類似度計算手段
と、 上記類似度計算手段によって算出される調毎の類似度を
順次更新表示する表示手段と、 を具備したことを特徴とする調性判別装置。
1. A music information supply means for supplying music information comprising a plurality of musical notes; an appearance frequency storage means for storing an appearance frequency of each scale sound for each of a plurality of keys; The note length of the notes in the music information is accumulated for each note name, and for each predetermined number of notes, a predetermined value is determined based on the accumulated value and the appearance frequency of each of the plurality of keys stored in the appearance frequency storage means. Calculating the similarity between the music information up to that point and each of the plurality of keys in real time, and sequentially updating the similarity for each key calculated by the similarity calculating means. A tonality discriminating device comprising: a display means for displaying.
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