JP2900976B2

JP2900976B2 - Ｍｉｄｉデータ編集装置

Info

Publication number: JP2900976B2
Application number: JP6112167A
Authority: JP
Inventors: 一郎宍戸
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH07295560A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＭＩＤＩ（Musical In
sturument Digital Interface ）データを作成するＭＩ
ＤＩデータ編集装置に係り、特に原曲の持つテンポのゆ
らぎを忠実に反映した高品位なＭＩＤＩデータを作成可
能な装置を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】楽曲の音響信号からＭＩＤＩデータを作
成する装置としては、例えば、特開平4-195196号公報記
載の「ＭＩＤＩコード作成装置」がある。このＭＩＤＩ
コード作成装置は、ピアノなどの楽器音をマイクで拾っ
た後デジタル波形データに変換し、半音毎にピークを持
つ多数のバンドパスフィルタ群を通してエンベロープデ
ータを得る。これをあらかじめ登録してあるエンベロー
プデータと照合し、音程と打鍵・離鍵時刻を検出し、Ｍ
ＩＤＩデータとして出力するものである。

【０００３】この装置では、検出しようとする楽器の半
音毎のエンベロープデータをあらかじめ用意しておかな
くてはならないが、一般的にこのようなデータは入手困
難であり、測定するとなるとかなりの労力が必要であ
る。また同じ種類の楽器（例えば、同じピアノ）であっ
ても、演奏の仕方，楽器個々の特性の違い，測定条件の
違い等によりエンベロープデータが変わる可能性があ
り、これに対応することは難しい。この結果、種々の楽
器に対応するには、膨大な量のデータを用意した上で複
雑な処理を行なう必要がある。

【０００４】また、上記した装置に限らず従来の方法で
は、複数の楽器が混在した楽曲の音響信号からＭＩＤＩ
データを作成することは極めて困難である。複数の楽器
が混在した音響信号を対象として採譜を行なう（すなわ
ち、ＭＩＤＩデータを作成する）研究が近年行なわれて
はいるものの、今のところ実用レベルに達していない。

【０００５】従って、原曲に合ったＭＩＤＩデータ（具
体的には、音の高さ，大きさ，相対的な長さ，絶対的な
テンポなどのデータ）を作成する場合は、楽譜または聴
音に頼って、人間がデータをマニュアル入力しているの
が現状である。そして、原曲の持つ雰囲気を再現するデ
ータを作成するには、高度な熟練技術と多大な労力が必
要となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この理由の一つとし
て、原曲には微妙なテンポの揺らぎがあり、これが楽曲
の雰囲気に大いに関係していることが考えられる。この
ような揺らぎは、楽譜で表わしたり、人間が定量的に把
握するのは困難なので、ＭＩＤＩデータ作成時に多くの
試行錯誤が必要となっている。また、従来のＭＩＤＩデ
ータ作成環境では、曲の構造を表示したり、曲の構造に
対応した特定部分を選択再生したり、原曲と時間的に同
期したＭＩＤＩデータを試験再生することができず、Ｍ
ＩＤＩデータを作成する作業環境が悪い。

【０００７】そこで、本発明は入力された楽曲の音響信
号データから拍の位置を自動的に検出してテンポデータ
を生成して、マニュアル入力されるＭＩＤＩデータの作
成を支援すると共に、楽曲のテンポの揺らぎをも検出
し、原曲に忠実なＭＩＤＩデータを効率的に作成するこ
とを目的としたものである。

【０００８】

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、楽曲の音響信号を入力する手段（音響信
号格納手段１）と、前記楽曲のＭＩＤＩデータを入力す
る手段（ＭＩＤＩデータ入力手段２）と、入力された前
記音響信号から拍の位置を検出する手段（拍位置検出手
段４）と、前記楽曲の拍の位置をマニュアルで入力する
手段（拍位置入力手段６）と、前記検出された拍の位置
及び前記マニュアルで入力された拍の位置から楽曲の拍
の位置を修正する手段（拍位置修正手段７）と、前記修
正された楽曲の拍の位置から楽曲のテンポデータを生成
して前記入力されたＭＩＤＩデータに付与する手段（Ｍ
ＩＤＩデータ修正手段５）とからなることを特徴とする
ＭＩＤＩデータ編集装置を提供するものである。

【００１０】

【作用】上記のように構成されたＭＩＤＩデータ編集装
置によれば、音響信号からの実用的ではないＭＩＤＩデ
ータ（具体的には、音の高さ，大きさ，音符の長さなど
のデータ）は、楽譜または聴音により、マニュアルで作
成入力される。一方、楽曲の音響信号データからは拍の
位置が自動的に検出され、さらに、マニュアルで入力さ
れた拍の位置で修正されて、これをもとに楽曲の絶対的
なテンポデータが生成される。生成されたテンポデータ
は、マニュアル入力されたＭＩＤＩデータに付与され
て、最終的なＭＩＤＩデータが編集作成される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明になるのＭＩＤＩデータ編集装
置の一実施例を図面と共に説明する。図１はＭＩＤＩデ
ータ編集装置の構成図である。このＭＩＤＩデータ編集
装置は、音の高さ，大きさ，音符の長さなど自動的な検
出が極めて困難なデータについて、マニュアルでＭＩＤ
Ｉデータを作成入力すると共に、楽曲の音響信号データ
から拍の位置を自動的に検出して絶対的なテンポデータ
を生成する、主としてマニュアル入力されるＭＩＤＩデ
ータの作成を支援する装置として構成されたものであ
る。このため、従来のＭＩＤＩデータ作成装置と比較し
て、極めて実用性が高いものである。なお、テンポ（デ
ータ）とは１拍の絶対的な時間であり、ＭＩＤＩデータ
では随時に変更可能なデータである。

【００１２】（ＭＩＤＩデータ編集装置の構成）同図に
示すように、ＭＩＤＩデータ編集装置は、楽曲の音響信
号データを入力格納する音響信号格納手段１と、マニュ
アル入力されるＭＩＤＩデータなどを入力する手段２
と、ＭＩＤＩデータを格納するＭＩＤＩデータ格納手段
３と、格納された音響信号データから拍の位置を検出す
る拍位置検出手段４と、拍の位置から楽曲のテンポデー
タを生成して前記入力されたＭＩＤＩデータに付与する
手段５とから、基本的に構成されている。これらの基本
構成により、音響信号データから拍の位置（テンポ）が
自動的に検出されて、ＭＩＤＩデータにテンポデータが
自動的に生成付与される。

【００１３】さらに、拍の位置をマニュアルで入力する
手段６と、拍の位置を修正する手段７との付加的な構成
により、前記基本構成の装置で生成されたテンポ（音の
長さ）データが精度良く修正される。

【００１４】また、前記基本構成の装置で検出された拍
の位置と楽曲の構成を、小節／拍単位で表示する手段８
と、楽曲の再生範囲を指定する手段９と、指定された範
囲の音響信号データとＭＩＤＩデータを個別にあるいは
同時に再生する手段１０との付加的な構成により、ＭＩ
ＤＩデータの作成修正がより容易となる。

【００１５】最初に、基本的な構成について詳述する。
楽曲（原曲）の音響信号データは、必要であればＡ／Ｄ
（アナログ／デジタル）変換された後、音響信号格納手
段１にデジタルデータとして入力格納される。音響信号
格納手段１は、周知の半導体メモリ，磁気ディスク等で
構成されている。

【００１６】また、楽曲（原曲）の音響信号データから
は、楽譜または聴音に頼って、人が主として音の高さ，
大きさ，相対的な長さなど示すＭＩＤＩデータが作成さ
れ、マニュアル入力される。ＭＩＤＩデータ入力手段２
は、ＭＩＤＩキーボード，マウス，文字キーボードなど
の入力装置で構成され、作成・入力されたＭＩＤＩデー
タは、ＭＩＤＩデータ格納手段３に入力格納される。な
お、これらの入力装置は、後述する拍の位置入力手段
６、再生範囲指定手段９としても使われる。

【００１７】（音響信号データから拍の位置の検出）続
いて、拍位置検出手段４について詳述する。図２は、音
響信号データから拍の位置を検出する拍位置検出手段４
の構成図である。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、拍の位置検出
を説明する図である。前記音響信号格納手段１に格納さ
れた音響信号（デジタルデータ）は、以下のステップに
示す信号処理がなされて、拍の位置が自動的に検出され
る。

【００１８】まず、音響信号（デジタルデータ）からバ
ンドパスフィルタにより必要な帯域を取り出した後（ス
テップ１０１）、短時間平均パワーE(n)を計算する（ス
テップ１０２、図３（Ａ）に図示）。さらに、次式
（１）に従って差分X(n){n=1〜N}を計算処理する（ステ
ップ１０３、図３（Ｂ）に図示）。すなわち、短時間平
均パワーの差分を、拍検出のデータとする。

【００１９】

【数１】

【００２０】差分X(n)は、図３（Ｂ）に示すように、ほ
ぼ拍の位置でピークをとるインパルス列になる。これ
は、音の立上がりは拍の位置と相関し、音の立上がりで
は差分X(n)が大きくなることに基づく。

【００２１】ここで、アタックの弱い楽器しか入ってい
ないような部分（例えば、歌唱のみの部分）では、X(n)
＞λ（ただしλは定数）を満たすデータの個数が少なく
なり、拍の位置検出が不可能となる。

【００２２】そこで、数秒〜十数秒毎にX(n)＞λを満た
すデータの個数をカウントし（ステップ１０４）、これ
が一定数に満たなければ、式（１）に代わり次式（２）
に従って差分X(n)を計算する（ステップ１０３）。すな
わち、短時間平均パワーの差分と短時間平均パワーとの
比を、拍検出のデータとする。このように比を使用する
と、音の立上がり位置で差分X(n)が大きくなる。

【００２３】

【数２】

【００２４】差分X(n)は周期性を持ち、１拍に相当する
時間差で相関が高くなる性質を持つので、整数M をN1か
らN2まで（ただし、N1, N2は、0<N1<N2<N を満たす整
数）変化させた時の自己相関係数C(M)を次式（３）によ
り求め、自己相関係数C(M)が最大となる時のM(以下、こ
れをMmaxとする）を求める。

【００２５】

【数３】

【００２６】この自己相関係数の最大値Mmaxが１拍の平
均時間に対応し、次式（４）により１拍の平均時間Taが
求まる（ステップ１０５）。

【００２７】

【数４】

【００２８】そして、各々の拍の位置は、X(0)を起点に
次式（５）を満たす範囲のn についてX(n)の最大値が定
数φより大きくなる位置を、L を順次増やしながら捜
し、それを拍の位置とする（ステップ１０６、図３
（Ｃ）に図示した１〜２拍間，２〜４拍間）すると、テ
ンポの揺らぎに対応した拍の位置が求まる。

【００２９】

【数５】

【００３０】その間は、L 等分の間隔で拍があるとみな
す（例えば、図３（Ｃ）の２〜３拍間）。さらに新しい
拍の位置を起点にして、このような処理をくり返すと、
図３（Ｃ）に示すような拍の位置B(i)が求まる。

【００３１】以上のようにして、楽曲（原曲）の音響信
号データから、拍の位置を自動的に求めることができ
る。この拍の位置は、統計的な計算処理により求めたの
で、原曲のテンポの揺らぎを忠実に反映した拍の位置と
なる。

【００３２】（検出された拍位置の修正）しかし、曲の
途中でテンポが大幅に変わる曲などでは、十分な結果が
得られないことがある。その場合はマニュアルで拍の位
置を修正する。この修正は、前述した拍の位置をマニュ
アルで入力する手段６と、拍の位置を修正する手段７と
の付加的な構成でなされる。修正方法として、楽曲を再
生しながらそれに合わせて拍を入力する方法（タッピン
グ方法）と、グラフィック画面を見ながら対話的に修正
する方法（対話方法）の２つを選択して行なえる。

【００３３】タッピング方法では、楽曲（原曲）を再生
して聞きながら、ＭＩＤＩキーボード等を使って拍の位
置（タイミング）を入力してする。タッピングは従来の
ＭＩＤＩシーケンスソフトでも可能であるが、従来のタ
ッピングでは、人間が入力したタイミングがそのまま使
われている。しかし、普通の人が正確に拍を入力するの
は相当難しいため、実際には相当な回数やり直しを行な
う必要があり、多大な時間を要することが多い。

【００３４】しかしながら、本装置では、前記した基本
的な構成により計算処理で求めた拍の位置に対して、図
４に示すステップ処理を行ない、図５に示すように、入
力された拍の位置を修正する構成としている。このた
め、従来のタッピングとは異なり、極めて操作性や精度
が良い。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、拍の位置を修正過程を
説明する図である。

【００３５】最初に、前記のように検出した拍の位置
（差分X(n)）について、入力された拍（タッピング位
置）H(i)の近傍（例えば、入力された１拍の長さの10パ
ーセント）に、X(n)> θ（θは定数）を満たすX(n)が存
在するか調べる（ステップ２０１，２０２）。もし、存
在すればその中で最もタッピング位置H(i)に近い、検出
したX(n)の位置を正しい拍の位置とする（ステップ２０
３）、図５中の１，２，４拍目に図示した場合である。
もし、存在しなければタッピング位置H(i)を正しい拍の
位置とする（ステップ２０４）、図５中の３拍目に図示
した場合である。

【００３６】このような処理により、図５に示すよう
に、タッピング入力のタイミングが多少前後にずれても
正しい拍の位置が得られる。この結果、従来のタッピン
グに比べ入力時間が大幅に短縮される。このようにし
て、拍位置検出手段４で検出された拍の位置は修正され
て、次段のＭＩＤＩデータ修正手段５に出力される。

【００３７】また、対話的に修正する方法は、例えば図
６のような情報（ウィンド）を後述する表示手段（８）
で表示し、再生範囲指定手段（９），再生手段（１０）
で楽曲の特定の部分をくり返し聞きながら、拍を表わす
縦棒をマウス等で左右に移動させることにより行なうも
のである。図６中、２０は対話的修正のウィンドであ
り、上段に変更前の拍の位置２１と、下段に変更後の拍
の位置２２を並べて表示する。変更前の拍の位置２１
は、前述した拍位置検出手段４で検出された拍の位置
（図３（Ｃ）に示した拍の位置）である。

【００３８】そして、例えばマウスなどで、拍と拍との
間をクリックすることにより１拍単位で再生範囲（同図
中のグレー部分２５）を指定することができる。例え
ば、拍を表わす縦棒２３をマウス等で左に移動させて縦
棒２４とし、２〜３拍間を 0.510秒から 0.490秒と表示
上で変更指定する。そして、楽曲の指定部分（グレー部
分）２５を再生させて確認しながら拍の位置を決めて修
正する。

【００３９】（拍位置の表示とＭＩＤＩデータの作成）
また、このように修正して得られた拍の位置データに加
えて拍子を指定すると、図７に示すように、楽曲の構成
３０を小節３１／拍３２単位で表示することが可能にな
る。マウス等で特定の小節／拍を選択して（同図中のグ
レー部分）、その部分の音響データとＭＩＤＩデータを
個別にあるいは同時に再生できる。すなわち、図１にお
いて、拍位置検出手段４で検出された拍の位置は、拍位
置修正手段７で修正されて、ＭＩＤＩデータ修正手段５
に出力される。そして、後述するように、拍の位置から
テンポデータが生成され、再生可能なＭＩＤＩデータと
される。このとき、表示手段８により前記図６及び図７
に示すように、楽曲の構成を小節／拍単位で表示し、再
生範囲指定手段９で再生範囲を指定して、再生手段１０
で楽曲の特定の部分をくり返し聞きながらＭＩＤＩデー
タの編集が繰り返されるように構成する。

【００４０】従来から、ＭＩＤＩデータを聴音に頼って
作成する場合は、楽曲の特定の部分をくり返し聞くこと
が必要であり、小節／拍単位で範囲を指定できることが
望まれていた。しかしテープレコーダやCDプレーヤでは
このような要望に答えることは不可能であつた。本装置
による再生範囲を小節／拍単位で指定できる機能は、聴
音によりＭＩＤＩデータを作成する時の作業効率を大幅
に改善する。このような作業環境下で、音の高さ，大き
さ，相対的な長さ，テンポなどのＭＩＤＩデータの作成
修正が繰り返される。

【００４１】そして、隣合った拍の間隔を求めることに
より、局所的なテンポ（絶対的な時間）が容易に求ま
る。前記したＭＩＤＩデータ格納手段３では、例えばス
タンダードＭＩＤＩファイルフォーマットでデータが格
納されている。このＭＩＤＩデータは、音の高さ，大き
さ，１拍を基準とした相対的な長さなどのデータであ
る。

【００４２】スタンダードＭＩＤＩファイルフォーマッ
トでは、テンポは「FF 51 03」というコードの後に４分
音符あたりの長さをマイクロ秒単位で表わした３バイト
を付けて表わされる。例えば、４分音符=120の場合、
「FF 51 03 07 A1 20(H)」となる。ＭＩＤＩデータ修正
手段５において、このようなテンポ指定のデータ（テン
ポデータ）が、マニュアル入力されたＭＩＤＩデータに
付与されて、最終的なＭＩＤＩデータが得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明になるＭＩ
ＤＩデータ編集装置によれば、以下のような効果があ
る。原曲のテンポの揺らぎを忠実に反映した高品位なＭＩ
ＤＩデータを容易に作成することができる。小節／拍単位で曲の構造を表示でき、必要な部分を選
択再生できるので、聴音によってＭＩＤＩデータを作成
する場合の効率が高まる。原曲と時間的に同期したＭＩＤＩデータを作成できる
ので、原曲とＭＩＤＩデータを同時に再生することが可
能になり、ＭＩＤＩデータのチェックがやり易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるＭＩＤＩデータ編集装置の一実施
例を示す図で、全体の構成図である。

【図２】ＭＩＤＩデータ編集装置の拍位置検出手段の構
成図である。

【図３】拍の位置検出を説明する図である。

【図４】タッピング修正のフローチャートである。

【図５】タッピング修正の例である。

【図６】対話的な修正を行なう画面表示例である。

【図７】再生範囲の指定を行なう画面表示例である。

【符号の説明】

１音響信号格納手段２ＭＩＤＩデータ入力手段３ＭＩＤＩデータ格納手段４拍位置検出手段５ＭＩＤＩデータ修正手段６拍位置入力手段７拍位置修正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10G 1/00 G10H 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】楽曲の音響信号を入力する手段と、前記楽
曲のＭＩＤＩデータを入力する手段と、入力された前記
音響信号から拍の位置を検出する手段と、前記楽曲の拍
の位置をマニュアルで入力する手段と、前記検出された
拍の位置及び前記マニュアルで入力された拍の位置から
楽曲の拍の位置を修正する手段と、前記修正された楽曲
の拍の位置から楽曲のテンポデータを生成して前記入力
されたＭＩＤＩデータに付与する手段とからなることを
特徴とするＭＩＤＩデータ編集装置。
【請求項２】検出された拍の位置に基づいて、拍の位置
及び楽曲の構成を小節及び拍単位で表示する手段と、楽
曲の再生範囲を指定する手段と、指定された範囲の音響
信号データとＭＩＤＩデータを個別に、あるいは同時に
再生する手段とを有することを特徴とする請求項１に記
載のＭＩＤＩデータ編集装置。
【請求項３】音響信号から拍の位置を検出する手段で
は、音響信号の短時間平均パワーの差分が一定値以上と
なる頻度を求めると共に、前記頻度が少ない場合には、短時間平均パワーの差分と
短時間平均パワーとの比を拍の検出に用い、前記頻度が
少なくない場合には、短時間平均パワーの差分を拍の検
出に用いるようにしたことを特徴とする請求項１に記載
のＭＩＤＩデータ編集装置。
【請求項４】楽曲の拍の位置を修正する手段では、マニ
ュアルで入力された拍の位置と音響信号から検出された
拍の位置とを比較すると共に、両者の時間差が小さい場合には、検出された拍の位置に
合わせてマニュアル入力された拍の位置を修正するよう
にしたことを特徴とする請求項１に記載のＭＩＤＩデー
タ編集装置。