JP2015079110A - 音響解析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る音響解析装置100の構成図である。図1に例示される通り、音響解析装置100には信号供給装置12と表示装置14とが接続される。信号供給装置12は、音響信号AXを音響解析装置100に供給する。音響信号AXは、音響解析装置100による解析の対象となる音響(以下「解析対象音」という)の波形を表す信号である。第1実施形態では、楽曲を構成する複数の演奏パートの演奏音(歌唱者の音声や楽器の楽音)の混合音を解析対象音として想定する。可搬型または内蔵型の記録媒体から音響信号AXを取得して音響解析装置100に供給する再生装置や、配信サーバ装置から配信(例えばストリーミング配信)された楽曲の音響信号AXを通信網から受信して音響解析装置100に供給する通信装置が、信号供給装置12として好適に採用される。なお、信号供給装置12を音響解析装置100と一体に構成することも可能である。
数式(1)および図5から理解される通り、第1実施形態の行列解析部34は、参照基底行列B[g]と解析係数行列Y[g]との行列積B[g]Y[g]をジャンル毎の区分加重値wA[g]のもとで加重加算した結果(数式(1)の右辺)が音響信号AXの解析特性行列Xに近似するように、区分加重値wA[g](wA[1]〜wA[G])と解析係数行列Y[g](Y[1]〜Y[G])とをジャンル毎に算定する。具体的には、行列解析部34は、区分加重値wA[1]〜wA[G]を適用したG個の行列積B[1]Y[1]〜B[G]Y[G]の加重和が解析特性行列Xに近付くように各区分加重値wA[g]と各解析係数行列Y[g]とを反復的に更新する学習処理で、各ジャンルの区分加重値wA[g]と解析係数行列Y[g]とを一括的に算定する。区分加重値wA[g]および解析係数行列Y[g]の更新式は、非負値行列因子分解に適用される既存の更新式の導出と同様に、例えば区分加重値wA[1]〜wA[G]を適用したG個の行列積B[1]Y[1]〜B[G]Y[G]の加重和と音響信号AXの解析特性行列Xとの差分に相当する評価関数が最小化される(評価関数の微分値がゼロになる)という条件から導出される。
数式(2)および図7から理解される通り、第1実施形態の係数算定部36は、参照基底行列B[g]と参照係数行列Z[g,s]との行列積B[g]Z[g,s]をジャンル毎の区分加重値wB[g,s]のもとで加重加算した結果(数式(2)の右辺)が特定ジャンルの参照信号ARの参照特性行列R[γ,s]に近似するように、G個の区分加重値wB[1,s]〜wB[G,s]とG個の参照係数行列Z[1,s]〜Z[G,s]とを算定する。図6に例示される通り、基礎データQ[γ]のうち1個の参照特性行列R[γ,s]に対応する単位データq[γ,s]は、参照特性行列R[γ,s]から算定されたG個の区分加重値wB[1,s]〜wB[G,s]とG個の参照係数行列Z[1,s]〜Z[G,s]とを包含する。
本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態の音響解析装置100を利用した電子楽器である。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
第1実施形態では、区分加重値wA[1]〜wA[G]を適用したG個の行列積B[1]Y[1]〜B[G]Y[G]の加重和と音響信号AXの解析特性行列Xとの差分に相当する評価関数が最小化されるという条件から導出された更新式の演算で区分加重値wA[g]と解析係数行列Y[g]とをジャンル毎に算定したが、階層化NMFの解法は以上の例示に限定されない。第3実施形態は、階層化NMFの処理に変分ベイズ法を適用した形態である。
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は適宜に併合され得る。
Claims (5)
- 複数の参照音を分類した複数の区分について、前記区分内の参照音の周波数特性を表す複数の基底ベクトルを含む前記区分毎の参照基底行列と、前記参照基底行列の各基底ベクトルの加重値の時間変動を表す複数の係数ベクトルを含む解析係数行列との行列積を、前記区分毎の第1区分加重値のもとで加重加算した結果が、解析対象音の周波数特性の時系列を表す解析特性行列に近似するように、前記第1区分加重値と前記解析係数行列とを前記区分毎に算定する行列解析手段
を具備する音響解析装置。 - 前記参照音の周波数特性の時系列を表す複数の参照特性行列を、前記参照基底行列と、当該参照基底行列の各基底ベクトルの加重値の時間変動を表す複数の係数ベクトルを含む参照係数行列とに分解したときの当該参照係数行列と、前記行列解析手段が算定した前記解析係数行列とを比較する特性比較手段
を具備する請求項1の音響解析装置。 - 前記特性比較手段は、前記参照基底行列と前記参照係数行列との行列積を前記区分毎の第2区分加重値のもとで加重加算した結果が前記参照特性行列に近似するように、前記第2区分加重値と前記参照係数行列とを前記区分毎に算定したときの当該各参照係数行列を、前記行列解析手段が算定した前記解析係数行列と比較する
請求項2の音響解析装置。 - 前記特性比較手段は、前記複数の区分のうち前記行列解析手段が前記区分毎に算定した第1区分加重値に応じて選択された特定区分内の複数の参照音の各々について、当該参照音の前記参照係数行列と、前記行列解析手段が前記特定区分について算定した解析係数行列とを比較する
請求項2または請求項3の音響解析装置。 - 前記複数の参照音は、音楽的なスタイルが相違する各楽曲の伴奏音であり、前記楽曲のジャンル毎に前記複数の区分に分類され、
前記特定区分のジャンルの名称と前記特性比較手段による比較結果に応じて選択された参照音のスタイルの名称とを表示装置に表示させる表示制御手段を具備する
請求項4の音響解析装置。
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