JP4399440B2 - 音楽ジャンル判別装置及びこれを備えたゲーム機 - Google Patents

Description

本発明は、音楽再生機器にて再生される音楽の音楽再生信号を取り込んでその音楽のジャンルを判別する装置等に関する。

携帯型オーディオプレーヤのような音楽再生機のライン出力端子から出力される音楽再生信号はヘッドフォン等の音声出力装置による音声変換を前提として生成されるアナログ信号であり、音楽のジャンルを判別するための情報は音楽再生信号に加えられていない。そのような音楽再生信号を解析して音楽のジャンルを判定する手段として、これまではＦＦＴといった高度な周波数分析処理が利用されており、音楽再生機と組み合わせて一般ユーザが使用できるような音楽ジャンルの判別装置はこれまで提供されていない。なお、ゲーム機の分野においては、マイクから入力された音声信号を解析し、その解析結果をキャラクタの形態に反映させるものが提供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２９６４９号公報

そこで、本発明は比較的簡素な構成で音楽のジャンルを判別することができる音楽ジャンル判別装置、及びこれを応用したゲーム機を提供することを目的とする。

本発明の音楽ジャンル判別装置は、音楽再生機器（１００）から出力される音楽再生信号を取り込む信号入力部（４）と、前記信号入力部に取り込まれた音楽再生信号の低周波成分の積分値及び微分値と高周波成分の微分値とを出力する信号処理部（１０）と、前記信号処理部から出力される積分値及び微分値のそれぞれを所定のサンプリング単位時間（Ｔｎ）ずつ取り込んで、前記サンプリング単位時間内に前記低周波成分の積分値及び微分値と前記高周波成分の微分値とが所定レベルを超えるか否かを判定し、前記所定レベルを超える値が検出されたと判定された回数を所定のサンプリング周期（Ｔｍ）毎でかつ前記積分値及び前記微分値別に集計した解析データ（Ｄ１）を生成するデータ生成部（３０）と、前記解析データに記述された集計値（ｓｕｍ０１…ｓｕｍ０Ｎ、ｓｕｍ１１…ｓｕｍ１Ｎ、ｓｕｍ２１……ｓｕｍ２Ｎ）のそれぞれの平均値（Ｍ０〜Ｍ２）と前記低周波成分及び高周波成分のそれぞれの微分値に関して前記解析データに記述された変動係数（ＣＶ１、ＣＶ２）とを演算し、該演算結果に基づいて前記音楽再生機器から出力される音楽のジャンルを判別するデータ解析部と、を備えることにより、上述した課題を解決する。

本発明者らの検討によれば、音声出力装置に向けて出力される音楽再生信号には、音楽のジャンルに応じた共通の、又は類似の特徴が含まれており、その特徴は、音楽再生信号に含まれる低周波成分の積分値及び微分値と高周波成分の微分値のばらつき具合と相関性を有する。本発明の音楽ジャンル判別装置においては、信号処理部から出力される積分値及び微分値がデータ生成部にサンプリング単位時間ずつ取り込まれ、そのサンプリング単位時間内にそれぞれの積分値及び微分値が所定レベルを超えるか否かが判定され、超えると判定された回数が所定のサンプリング周期毎でかつ積分値及び微分値別に集計された解析データがデータ生成部にて生成される。そして、その解析データに記述されている集計値の平均値及び変動係数がデータ解析部にて求められる。得られた平均値及び変動係数は、音楽再生信号に含まれている低周波成分の積分値及び微分値と高周波成分の微分値のサンプリング周期毎のばらつきを反映している。従って、それらの平均値及び変動係数から音楽のジャンルに応じた特徴を見極めることにより、音楽再生信号にて再生される音楽のジャンルを判別することができる。音楽再生信号に対する積分処理及び微分処理は比較的容易に実施でき、かつ、その積分値及び微分値の処理についても、サンプリング単位時間毎に積分値及び微分値と所定レベルとを大小判定し、その判定結果を集計する、といった比較的容易かつ高速で処理が行える程度のものである。また、これらの積分値及び微分値に対する平均値及び変動係数の演算処理も周知の関係式を利用して比較的単純な演算で求められる。従って、本発明の音楽ジャンル判別装置によれば、処理能力が限られた小型のマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）を搭載した一般消費財等でも十分にこれを実現することができる。

本発明の音楽ジャンル判別装置の一形態において、前記データ解析部は、前記平均値及び前記変動係数のそれぞれと、前記平均値及び前記変動係数の取り得る範囲を所定段数で区分したときの各区分を代表する識別値（ｄＭ１、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２）とを予め対応付けた演算結果識別データ（Ｄ４）を参照して、演算された平均値及び変動係数のそれぞれに対応する識別値を取得し、得られた識別値に基づいて音楽のジャンルを判別してもよい。識別値を利用することにより、音楽のジャンルを必要以上に複雑化することなく判別することができる。

本発明の音楽ジャンル判別装置の一形態において、前記データ解析部は、前記平均値及び前記変動係数のそれぞれに対応する識別値を所定の順で並べた判定値と音楽のジャンルとを予め対応付けた判別参照データ（Ｄ３）を参照して、得られた識別値に対応するジャンルを前記信号入力部から取り込まれた音楽再生信号にて再生されるべき音楽のジャンルとして判別してもよい。この形態によれば、データ解析部にて得られた平均値及び変動係数のそれぞれに対応する識別値を所定の順で並べた判定値と音楽のジャンルとの相関関係を予め調べて判別参照データに記述しておくことにより、信号入力部から取り込んだ音楽再生信号を解析して得られた判定値がどのジャンルの特徴を示すものかを容易に特定することができる。

本発明の音楽ジャンル判別装置の一形態において、前記音楽のジャンルと前記データ解析部にて判別された回数とを対応付けた履歴データ（Ｄ２）をさらに具備し、前記データ解析部は前記ジャンルの判別結果に応じて前記履歴データを更新してもよい。この形態によれば、音楽ジャンル判別装置による判別回数をジャンル別に記録しておくことにより、音楽再生機器にてどのようなジャンルの音楽が頻繁に再生されているか、といったユーザの傾向を分析し、さらにはその履歴データを利用してユーザの嗜好に応じた様々な処理、操作、サービス等を提供することができる。

本発明の音楽ジャンル判別装置は様々な形態で使用することができるが、その一形態として、前記音楽ジャンル判別装置は、前記音楽再生機器のライン出力端子（１０１）と、当該ライン出力端子から出力される音楽再生信号を音声変換する音声出力装置（１０３）との間に介装され、前記ライン出力端子から出力される音楽再生信号を前記音声出力装置へ通過させるバイパス経路（Ｒ１）と、その音楽再生信号を前記信号処理部に取り込む経路（Ｒ２）とを備えてもよい。このような形態によれば、特定の音楽再生機器のライン出力端子から出力される音楽再生信号を音声出力装置に通過させて音楽を再生しつつ、その音楽のジャンルを判別することができる。

本発明は、上述した音楽ジャンル判別装置と、前記ジャンルの判別結果をゲーム内容に反映させるゲーム制御部とを備えたゲーム機として構成されてもよい。このようなゲーム機によれば、音楽再生機器から出力される音楽再生信号を取り込み、その音楽再生信号にて再生されるべき音楽のジャンルをゲームに反映させることが可能となり、音楽再生機器による音楽の再生とゲームとを融合させた斬新なツールを提供することができる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明によれば、音楽再生信号の低周波成分の積分値及び微分値と高周波成分の微分値の平均値と、低周波成分及び高周波成分の微分値の変動係数とを求め、それらの平均値及び変動係数と対応付けられた識別値に基づいて音楽ジャンルを判別することにより、比較的簡素な構成で音楽のジャンルを判別することが可能な音楽ジャンル判別装置、及びこれを応用したゲーム機を実現することができる。

図１は本発明の一形態に係る音楽ジャンル判別装置が組み込まれた携帯型のゲーム機を示している。ゲーム機１は、携帯型音楽プレーヤ１００と組み合わせて使用されるものであり、筐体２と、その筐体２の前面に取り付けられた表示装置としてのＬＣＤ３とを備えている。筐体２にはライン入力端子４及びフォン端子５が設けられている。ライン入力端子４は携帯型音楽プレーヤ１００のライン出力端子１０１と中継ケーブル１０２を介して接続される。フォン端子５はイヤフォン１０３と接続される。つまり、本形態のゲーム機１は、携帯型音楽プレーヤ１００とこれに組み合わされるべき音声出力装置との間に介装されて使用される。音楽プレーヤ１００と組み合わされる音声出力装置はイヤフォン１０３に限らない。すなわち、携帯型音楽プレーヤ１００は、スピーカ、ヘッドフォン等の各種の音声出力装置に向けて音声変換用の音楽再生信号を出力できるものであればよく、その記録媒体の形式、再生方式といった細部は問わない。さらに、音楽プレーヤは携帯型に限らず、家庭用オーディオ、テレビ、パーソナルコンピュータ、市販の携帯電子ゲームといった音楽を出力する各種の機器を含む。

ゲーム機１は、音楽プレーヤ１００のライン入力端子４から出力される音楽再生信号をイヤフォン１０３へ通過させる中継器として機能するとともに、音楽プレーヤ１００から出力される音楽再生信号を解析し、その解析結果に応じたゲームをユーザに提供するゲーム機としての機能を有している。図２は、ゲーム機１の内部に設けられた制御系のうち、特に音楽再生信号を取り込んで解析する機能に関わる部分の構成を示すブロック図である。ゲーム機１は、信号入力部としてのライン入力端子４からフォン端子５へアナログの音声再生信号を通過させるバイパス経路Ｒ１と、ライン入力端子４から分岐経路Ｒ２を介して取り込まれる音声再生信号を処理する信号処理部１０と、その信号処理部１０の出力信号と分岐経路Ｒ１から分岐経路Ｒ３に導かれる音楽再生信号とを取り込む制御ユニット１１と、ゲーム機１の各部に電力を供給するための電源電池１８と、その電源電池１８から信号処理部１０への電力の供給を制御する電源制御回路１９とを有している。なお、経路Ｒ１、Ｒ２はいずれも右チャンネル、左チャンネル及びアースチャンネルの３本のラインで構成されるが、図では１本で代表して示している。また、分岐経路Ｒ３は、右チャンネル及び左チャンネルのうち少なくともいずれか一方と制御ユニット１１とを結ぶものでよい。

信号処理部１０は、ライン入力端子４から取り込まれた音楽再生信号の低周波成分のみを通過させる一対のローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２Ａ、１２Ｂと、その音楽再生信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１３Ａと、ＬＰＦ１２Ａの出力信号を積分する積分回路１４と、ＬＰＦ１２Ｂの出力信号を微分する微分回路１５と、ＨＰＦ１３Ａの出力信号を微分する微分回路１６と、各回路１４〜１６の出力信号をデジタル信号に変換して制御ユニット１１に出力するＡ／Ｄ変換器１７Ａ〜１７Ｃとを備えている。ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂが通過させる周波数域は例えば１０００Ｈｚ以下に設定され、ＨＰＦ１３Ａが通過させる周波数域は例えば１０００Ｈｚ以上に設定される。なお、周波数域の設定値はこれらの例に限らない。例えば、ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂが通過させる周波数域を５００Ｈｚ以下に設定し、ＨＰＦ１３Ａが通過させる周波数域を１０００Ｈｚ以上に設定してもよい。さらに、ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂが通過させる周波数域は互いに等しく設定されてもよいし、相違してもよい。両者の通過周波数域が一致する場合には、ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂに代えて単一のＬＰＦを設け、その出力信号を積分回路１４及び微分回路１５に分岐してもよい。

制御ユニット１１は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）と、そのＭＰＵの動作に必要な周辺装置、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置、を組み合わせたコンピュータユニットとして構成されている。制御ユニット１１には、上述したＬＣＤ３が制御対象として接続されるとともに、ゲームの指示等を与えるための入力装置２０、音声、効果音等を発生させるためのスピーカユニット（ＳＰ）２１が接続される。さらに、スピーカユニット２１への接続経路にはフォン端子５も接続される。

制御ユニット１１は、ＬＣＤ３にゲーム画面を表示させる等の処理を実行することにより、ユーザに対して各種のゲーム機能を提供する。そのゲームに付帯した機能として、制御ユニット１１は信号処理部１０の出力信号を解析して音楽のジャンルを判別する機能を有している。図３は制御ユニット１１の機能ブロック図である。制御ユニット１１のＭＰＵ（図示せず）が所定の制御プログラムを記憶装置２５から読み込んで実行することにより、制御ユニット１１の内部には、論理的装置として、特徴判別部としてのデータ生成部３０及びデータ解析部３１と、ゲーム制御部３２と、電源管理部３３とが生成される。データ生成部３０は信号処理部１０の出力信号を処理して解析データＤ１を生成し、これを記憶装置２５に記憶する。データ解析部３１は、解析データＤ１を読み出して所定の手法により音楽のジャンルを判別し、その判別結果に応じて履歴データＤ２を更新する。そのジャンル判別には記憶装置２５に記録された判別参照データＤ３が参照される。ゲーム制御部３２は、履歴データＤ２を参照しつつ所定のゲームプログラム（不図示）に従ってゲームを実行する。電源管理部３３は、分岐経路Ｒ３からの音声再生信号の入力の有無を判別し、その判別結果に基づいて電源電池１８から信号処理部１０への電力の供給（電源オン）及び供給停止（電源オフ）を切り替え制御する。

次に、図４〜図８を参照してゲーム機１によるジャンル判別に関する処理を説明する。図４はライン入力端子４から信号処理部１０に入力される音楽再生信号の波形の一例である。信号処理部１０では、ＬＰＦ１２Ａ、１２Ｂにより音楽再生信号の低周波成分が取り出され、ＨＰＦ１３Ａにより高周波成分が取り出される。取り出された低周波成分の積分値が積分回路１４から出力され、低周波成分の微分値が微分回路１５から出力され、高周波成分の微分値が微分回路１６から出力される。出力された積分値及び微分値はＡ／Ｄ変換器１７Ａ〜１７Ｃでデジタル信号に変換されて制御ユニット１１のデータ生成部３０に入力される。データ生成部３０には、信号処理部１０から出力される積分値及び微分値を処理するための基準時間として、図４に示すサンプリング周期Ｔｍと、図５（積分回路１４の出力波形の一例を示す図である）に示すサンプリング単位時間Ｔｎの二種類の時間長が設定されている。サンプリング周期Ｔｍはサンプリング単位時間Ｔｎの整数倍である。一例として、サンプリング周期Ｔｍが５秒、サンプリング単位時間Ｔｎが２０ミリ秒にそれぞれ設定される。

制御ユニット１１のデータ生成部３０では、積分値及び微分値をサンプリング単位時間Ｔｎずつ取り込んで、そのサンプリング単位時間Ｔｎ内に積分値及び微分値がそれぞれ所定レベルを超えるか否かを判定する。そして、所定レベルを超える値が検出されたと判定された回数をサンプリング周期Ｔｍ毎に、かつ積分値及び微分値別に集計して解析データＤ１を生成する。例えば、図４に設定された一つのサンプリング周期Ｔｍにおける低周波成分の積分値が図５のように変動していた場合、データ生成部３０では各サンプリング単位時間Ｔｎ内で積分値が所定の閾値ＴＨを超えるか否かを監視し、積分値が閾値ＴＨを超えた場合に積分値が所定レベルを超えたと判定する。但し、一つのサンプリング単位時間Ｔｎ内で積分値が閾値ＴＨを超えた回数に関係なく、一度でも超えたならば回数は１としてカウントされる。この判定処理をサンプリング周期Ｔｍ内においてサンプリング単位時間Ｔｎ毎に繰り返し、サンプリング周期Ｔｍの経過時点で所定レベルを超えたと判定された回数を計数する。サンプリング周期Ｔｍが５秒、サンプリング単位時間Ｔｎが２０ミリ秒であれば、一周期Ｔｍにおける回数の最小値は０、最大値は２５０である。

制御ユニット１１のデータ生成部３０は上記のような処理を積分値及び微分値のそれぞれについて個別に実行し、計測された回数をサンプリング周期Ｔｍ毎に順次集計して図６のように解析データＤ１を生成する。図６の解析データＤ１において、チャンネルｃｈ０は積分回路１４からの出力に、チャンネルｃｈ１は微分回路１５からの出力に、チャンネルｃｈ２は微分回路１６からの出力にそれぞれ対応する。サンプル番号ｓｍｐ１〜ｓｍｐＮは音楽再生信号の開始時点からの周期の番号に対応する。ここでは音楽再生信号が全部でＮ周期に相当するものと仮定している。そして、サンプル番号ｓｍｐＸ（但し、Ｘは１〜Ｎ）におけるチャンネルｃｈ０の集計値ｓｕｍ０Ｘは、処理開始時点からのＸ番目のサンプリング周期ＴｍＸにおいて低周波成分の積分値が所定のレベルＴＨを超えたと判定された回数を示す。例えば、ｓｕｍ０１は最初のサンプリング周期において低周波成分の積分値が閾値ＴＨを超えたと判定された回数に相当する。他のチャンネルｃｈ１〜ｃｈ２についても同様である。

制御ユニット１１のデータ解析部３１は、解析データＤ１に記述されている集計値について、チャンネル毎、つまり積分値及び微分値毎の平均値Ｍ０〜Ｍ２と、低周波成分及び高周波成分の微分値に関して解析データＤ１に記述されている集計値の変動係数ＣＶ１、ＣＶ２とを演算する（図６参照）。ここで、変動係数とは、集計値の標準偏差を平均値で割った値を百分率で表わした値であり、データのばらつきの大きさを評価する尺度として統計処理に用いられる値の一種である。例えば集計値の標準偏差をＳＤ、平均値をＭとすれば、変動係数ＣＶ＝（ＳＤ／Ｍ）×１００で与えられる。さらに、データ解析部３１は、演算結果識別データＤ４を参照し、平均値Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、変動係数ＣＶ１、ＣＶ２のそれぞれに対応する識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２を取得する。演算結果識別データＤ４は、平均値Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２及び変動係数ＣＶ１、ＣＶ２のそれぞれの値と、識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２とを対応付けるテーブルの集合である。識別値は平均値又は変動係数が取り得る範囲を所定段数で区分したときの各区分を代表する値である。例えば、平均値Ｍ０のテーブルでは、図７に示したように、平均値Ｍ０が取り得る０〜２５０の値の範囲を３つの閾値ａ、ｂ、ｃ（但し、ａ＜ｂ＜ｃ）により４段階に区分し、各区分を識別値０〜３にて代表している。そして、データ解析部３１は、図７のテーブルを参照することにより、平均値Ｍ０に対応する０〜３のいずれか一つの値を識別値ｄＭ０として取得する。平均値Ｍ１、Ｍ２及び変動係数ＣＶ１、ＣＶ２についても、図示しないが同様なテーブルが用意されている。データ解析部３１は、取得された平均値Ｍ１、Ｍ２及び変動係数ＣＶ１、ＣＶ２に対応する識別値ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２を同様の手順で取得する。なお、平均値Ｍ１、Ｍ２にそれぞれ対応する識別値ｄＭ１、ｄＭ２は０〜２の３段階、変動係数ＣＶ１、ＣＶ２にそれぞれ対応する識別値ｄＣＶ１、ｄＣＶ２は０又は１の２段階にそれぞれ区分されている。但し、各識別値の区分段数は適宜に変更してよい。

データ解析部３１は、取得された識別値ｄＭ０〜ｄＣＶ２を、識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２の順に並べることにより、音楽再生信号の波形を特徴付ける５桁の数値を判定値として取得する。例えば、識別値ｄＭ０が１、ｄＭ１が０、ｄＭ２が０、ｄＣＶ１が０、ｄＣＶが１の場合には、判定値として１０００１が得られる。判定値は本例では１４４通り得られることになる。なお、判定値を得るための識別値ｄＭ０〜ｄＭ２及びｄＣＶ１、ｄＣＶ２の並び順は本形態に限定されず、任意に指定してもよい。

さらに、データ解析部３１は、上述した５桁の判定値に基づいて、音楽再生信号にて再生されるべき音楽のジャンルを判別する。このジャンル判別においては判別参照データＤ３が参照される。図８に例示したように、判定参照データＤ３には、音楽のジャンルＡ〜Ｘと上述の１４４通りの判定値とが対応付けて記述されている。ここでいうジャンルとは、例えば、クラッシック、ロック、バラード、ＪＡＺＺといった音楽の内容を区別するために使用される概念である。データ解析部３１では、判定参照データＤ３と比較して、得られた判定値に一致するジャンルをその音楽再生信号に対応するジャンルとして決定する。例えば、判定値が１０００１のときは、図８に例示するようにその音楽再生信号に対応するジャンルとして、ジャンルＡが決定される。さらに、ジャンル決定後、データ解析部３１は判別結果に応じて履歴データＤ２を更新する。例えば、図９に示すように、履歴データＤ２はジャンルＡ〜Ｘと、それぞれの入力回数Ｎａ〜Ｎｘとが対応付けて記述されており、データ解析部３１は判別したジャンルの回数に１を加算することにより履歴データＤ２を更新する。また、予め履歴データＤ２の記述回数について特定数を設けておき、判別結果が出力される毎にその判別されたジャンルが履歴データＤ２に記述されていくようにしてもよい。この場合、記述回数が特定数を超えた場合は最も古い時期の記述が消去され、最新の判別結果が記述されるように履歴データＤ２が更新されるようにすればよい。

図１０は、電源管理部３３による信号処理部１０を対象とした電源管理の一例を示す図である。電源管理部３３には、電源のオンオフのタイミングに対する基準時間として、電力供給周期としての電源周期Ｔｐと、電源オン時間Ｔｑの二種類の時間長が設定されている。電源周期Ｔｐと電源オン時間Ｔｑの始点は同じである。一例として、電源周期Ｔｐが３０秒、電源オン時間Ｔｑが５秒にそれぞれ設定されている。本形態において、電源オン時間Ｔｑは上述したサンプリング周期Ｔｍと同じ時間長で設定されている。なお、電源オン時間Ｔｑはサンプリング周期Ｔｍと同じ時間長には限定されず、サンプリング周期Ｔｍより大きくてもよい。このようにして、電源管理部３３は、信号処理部１０への電源のオンオフのタイミングを管理し、電源制御回路１９に電源のオン及びオフの指令を出す。電源制御回路１９は、電源管理部３３からの指令に応じて電源電池１８から信号処理部１０への電力の供給の有無を切り替える。

図１１は、制御ユニット１１（電源管理部３３）が電源のオン及びオフを管理するために実行する電源管理処理ルーチンを示す。電源管理処理ルーチンにおいて、制御ユニット１１は、最初のステップＳ１でライン入力端子４から音楽再生信号が入力されたか否かを判断する。入力されない場合、制御ユニット１１は、ステップＳ２にて音楽再生信号が入力されない時間を計時する無信号タイマがオン、すなわち計時中か否かを判断する。オンでない場合は、制御ユニット１１は、ステップＳ３にて無信号タイマを起動して無信号の継続時間の計時を開始し、その後に次のステップＳ４へ進む。ステップＳ２にて無信号タイマがオンの場合は、ステップＳ３をスキップしてステップＳ４に進む。ステップＳ４において、制御ユニット１１は、無信号タイマの計時した時間が２秒以上か否かを判断する。２秒未満の場合、制御ユニット１１は電源管理処理ルーチンを終了する。２秒以上の場合、制御ユニット１１はステップＳ１０に進み、電源制御回路１９に対し信号処理部１０への電源のオフを指令し、電源管理処理ルーチンを終える。

ステップＳ１にて音楽再生信号が入力されていると判断された場合、制御ユニット１１は、ステップＳ５へ進み、電源周期Ｔｐを計時するための電源管理タイマがオンされているか否か、すなわち計時動作中か否かを判断する。オンでない場合、制御ユニット１１はステップＳ６にて電源管理タイマをオンしてステップＳ７へ進む。ステップＳ５にて電源管理タイマがオンの場合、制御ユニット１１はステップＳ６をスキップしてステップＳ７に進む。ステップＳ７にて、制御ユニット１１は、電源管理タイマの計時時間Ｔが計時開始時間、つまり、ゼロ以上であり、かつ電源オン時間Ｔｑ以下の範囲にあるか否かを判断する。その範囲にない場合、制御ユニット１１はステップＳ８に進み、計時時間Ｔが電源オン時間Ｔｑより大きく、かつ電源周期Ｔｐ以下の範囲にあるか否かを判断する。計時時間ＴがステップＳ８の範囲にない場合、制御ユニット１１はステップＳ９に進み、電源管理タイマを初期値０にリセットして計時動作を再開させる。続いて、制御ユニット１１はステップＳ１１に進み、電源制御回路１９に対し信号処理部１０への電源のオンを指令し、その後に電源管理処理ルーチンを終える。計時時間ＴがステップＳ８の範囲にある場合、制御ユニット１１はステップＳ１０へ進み、電源制御回路１９に対して信号処理部１０への電源のオフを指令し、その後に電源管理処理ルーチンを終える。計時時間ＴがステップＳ７の範囲にある場合、制御ユニット１１はステップＳ１１へ進み、電源制御回路１９に対して信号処理部１０への電源のオンを指令し、その後に電源管理処理ルーチンを終える。

以上の処理によれば、音声再生信号の入力が検出されるとステップＳ１が肯定されてステップＳ５で電源管理タイマがオンとなり、以降は音声再生信号が２秒以上継続して途切れない限り、電源管理タイマによる計時が電源周期Ｔｐ毎に繰り返される。そして、計時開始時から電源オン時間Ｔｑまでの間に限ってステップＳ７が肯定されて、ステップＳ１１で信号処理部１０の電源がオンされる。これにより、信号処理部１０に対する電源のオン及びオフが図１０に示した通りに制御される。

次に、図１２及び図１３を参照して、上述したジャンル判別を実施するために制御ユニット１１が実行する処理の手順を説明する。図１２は、制御ユニット１１（データ生成部３０）が解析データＤ１を生成するために実行する解析データ生成処理ルーチンを示す。このルーチンは、例えばユーザが入力装置２０（図２参照）からジャンル判別を指示した状態で、信号処理部１０から積分値及び微分値がそれぞれ出力されたことを条件として実行される。なお、信号処理部１０から出力される積分値及び微分値は制御ユニット１１の内部バッファに逐次蓄積されて本ルーチンによる処理を受ける。

解析データ生成処理ルーチンでは、最初のステップＳ２１において、制御ユニット１１は、データ処理の対象となるチャンネルｃｈの番号を指定する変数ｎを初期値０にセットし、続くステップＳ２２にて、内部バッファからチャンネルｃｈｎのサンプリング単位時間相当の出力信号（積分値又は微分値）を取り込む。次のステップＳ２３において、制御ユニット１１は、取り込まれた出力信号が所定レベルを超えているか否かを判定する。所定レベルを超えている場合、制御ユニット１１はステップＳ２４に進み、チャンネルｃｈｎ用の内部カウンタに１を加算し、その後、ステップＳ２５へ進む。一方、ステップＳ２３にて所定レベルを超えていない場合、制御ユニット１１はステップＳ２４をスキップしてステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２５において、制御ユニット１１は変数ｎに２がセットされているか否か判断し、２でなければステップＳ２６で変数ｎに１を加算してステップＳ２へ戻る。一方、ステップＳ２５で変数ｎが２の場合、制御ユニット１１はステップＳ２７へ進む。ステップＳ２２〜Ｓ２６の処理が繰り返されることにより、３つのチャンネルｃｈ０〜ｃｈ２、つまり低周波成分に対する積分回路１４、微分回路１５、高周波成分に対する微分回路１６のそれぞれの出力がサンプリング単位時間相当長に亘って検査される。

ステップＳ２７において制御ユニット１１はサンプリング周期Ｔｍ分の処理が終了したか否かを判定する。例えば、ステップＳ２５が肯定判断された回数がサンプリング周期Ｔｍをサンプリング単位時間Ｔｎで除した値に一致する場合にサンプリング周期Ｔｍ分の処理が終了したと判断すればよい。ステップＳ２７が否定判断された場合、制御ユニット１１はステップＳ２１へ戻り、内部バッファに蓄えられている次のサンプリング単位時間の信号の処理へと進む。一方、ステップＳ２７が肯定判断された場合、制御ユニット１１はステップＳ２８へ進み、内部カウンタに記録されている値を今回のサンプリング周期に対応するサンプル番号ｓｍｐＸの集計値ｓｕｍ０Ｘ、ｓｕｍ１Ｘ、ｓｕｍ２Ｘ（図６参照）として記憶装置２５の解析データＤ１に追加する。解析データＤ１がまだ存在しない場合には解析データＤ１を新たに作成して集計値を最初のサンプル番号ｓｍｐ１に対応付けて記録する。

続くステップＳ２９において、制御ユニット１１は内部カウンタの値を初期値０にリセットし、さらに次のステップＳ３０で解析データＤ１の生成処理が終了したか否かを判断する。例えば、全てのチャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力が０近傍のいわゆる無音状態が所定秒以上続いた場合に処理が終了したと判断することができる。そして、処理が終了していなければ、制御ユニット１１はステップＳ２１へ戻る。処理が終了したと判断した場合、制御ユニット１１は解析データ生成処理ルーチンを終える。以上の処理により、図６に示したような解析データＤ１が生成される。

図１３は、制御ユニット１１（データ解析部３１）が解析データＤ１から音楽のジャンルを判別するために実行するデータ解析処理ルーチンを示す。このルーチンは、図１２の解析データ生成処理ルーチンの終了後に続けて実行される。データ解析処理ルーチンにおいて、制御ユニット１１は、最初のステップＳ４１で、３周期以上のサンプリング周期Ｔｍの解析データＤ１が生成されているかを判断する。生成されていない場合、制御ユニット１１は、ステップＳ４２にて解析データＤ１は消去されてデータ解析処理を終了する。３周期以上の解析データＤ１が生成されている場合、制御ユニット１１は、ステップＳ４３へ進む。ステップＳ４３で、データ処理の対象となるチャンネルｃｈの番号を指定する変数ｎを初期値０にセットし、続くステップＳ４４にて、記憶装置２５に記録された解析データＤ１から変数ｎに対応するチャンネル番号ｃｈｎの集計値を読み込み、それらの平均値と低周波成分及び高周波成分の微分値の集計値に対する変動係数とを演算する。次のステップＳ４５において、制御ユニット１１は変数ｎに２がセットされているか否か判断し、２でなければステップＳ４６で変数ｎに１を加算してステップＳ４４へ戻る。一方、ステップＳ４５で変数ｎが２の場合、制御ユニット１１はステップＳ４７へ進む。ステップＳ４４〜Ｓ４６の処理が繰り返されることにより、３つのチャンネルｃｈ０〜ｃｈ２のそれぞれの平均値Ｍ０〜Ｍ２と低周波成分及び高周波成分の微分値についての変動係数ＣＶ１、ＣＶ２とが演算される。

ステップＳ４７において、制御ユニット１１は、演算結果識別データＤ４を参照し、得られた平均値Ｍ０〜Ｍ２及び変動係数ＣＶ１、ＣＶ２にそれぞれ対応する識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２を取得する。次のステップＳ４８において、制御ユニット１１は、記憶装置２５の判別参照データＤ３を参照して、識別値ｄＭ０、ｄＭ１、ｄＭ２、ｄＣＶ１、ｄＣＶ２を順に並べた５桁の判定値に対応するジャンルを選択することにより、音楽のジャンルを判別する。さらに、制御ユニット１１は、次のステップＳ４９において、判別されたジャンルの回数に１が加算されるように履歴データＤ２を更新し、この後、データ解析処理ルーチンを終える。

本形態のゲーム機１においては、履歴データＤ２にジャンル別の判別回数が記録されているので、履歴データＤ２を参照することにより、ゲーム機１を経由してユーザが聴取した音楽のジャンル毎の頻度、ユーザのジャンルの好み等を分析し、ゲーム制御部３２にて実行されるゲームの内容にジャンルの判別結果を反映させることが可能となる。例えば、ゲーム制御部３２がキャラクタを育成するゲームを実行する場合には、履歴データＤ２に記述されているジャンル毎の判別回数の分布に応じてキャラクタの態様、性格等の特性を変化させる、といった操作をゲーム制御部３２にて行うことができる。

本発明は以上の形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上記の形態では低周波成分の積分値及び微分値と高周波成分の微分値とがサンプリング単位時間内に所定レベルを超えた回数をそれぞれ集計し、その集計値の平均値及び変動係数を演算して音楽再生信号波形のばらつき具合を判別したが、本発明は平均値及び変動係数のみを利用するものに限らない。例えば、集計値の標準偏差、分散、合計、といった各種の統計値をさらに参照して音楽ジャンルを判別してもよい。統計値は任意の複数の種類を利用してもよい。また、低周波成分及び高周波成分の微分値の変動係数のみを演算したが、これに限定されず、全ての微分値及び積分値の各集計値の変動係数を演算してジャンル判別に利用してもよい。データの解析に音楽再生信号の波形を特徴付ける５桁の判定値を利用したが、演算する各種の統計値に合わせた桁数を設定してもよい。例えば、低周波成分の積分値及び微分値と高周波成分の微分値のそれぞれの平均値及び変動係数を演算するのであれば、音楽再生信号の波形を特徴付ける判定値は６桁となる。

信号処理部はＩＣ、ＬＳＩといった回路素子を組み合わせたハードウエア装置として構成してもよいし、ＭＰＵとソフトウエアとを組み合わせた論理的装置として構成されてもよい。データ生成部及びデータ解析部のそれぞれについても、ハードウエア装置として構成されてもよい。信号入力部はライン入力端子に限らない。例えば音楽再生機器からＦＭ電波等の無線を利用して送信される再生信号を受信して音楽再生信号に変換する装置を信号入力部として利用してもよい。

上記の形態では、ライン入力端子４、信号処理部１０及び制御ユニット１１の組み合わせによって音楽ジャンル判別装置が構成される。但し、本発明の音楽ジャンル判別装置は、ゲーム機に実装されるものに限定されない。本発明の音楽ジャンル判別装置は、音楽再生機器からイヤフォン、ヘッドフォンあるいはスピーカといった音声出力装置に向けて出力される音楽再生信号から音楽のジャンルを判別するための各種の装置に適用可能である。

本発明の一形態に係る音楽ジャンル判別装置が組み込まれた携帯型ゲーム機を携帯型音楽プレーヤとイヤフォンとの間に配置した状態を示す図。 図１のゲーム機の制御系における音楽ジャンル判別に関わる部分のブロック図。 図２の制御ユニットの機能ブロック図。 音楽再生信号とサンプリング周期との関係を示す図。 サンプリング周期内における積分値の波形とサンプリング単位時間との関係の一例を示す図。 解析データの内容を示す図。 演算結果識別データの内容の一部を示す図。 判別参照データの内容を示す図。 履歴データの内容を示す図。 信号処理部に対する電源の投入及び切断のタイミングの一例を示す図。 制御ユニットにて実行される電源管理処理ルーチンを示すフローチャート。 制御ユニットにて実行される解析データ生成処理ルーチンを示すフローチャート。 制御ユニットにて実行されるデータ解析処理ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１ ゲーム機
２ 筐体
４ ライン入力端子（信号入力部）
１０ 信号処理部
１１ 制御ユニット
１８ 電源電池
１９ 電源制御回路
３０ データ生成部
３１ データ解析部
３２ ゲーム制御部
３３ 電源管理部
１００ 携帯型音楽プレーヤ（音楽再生機器）

Claims (6)

1. 音楽再生機器から出力される音楽再生信号を取り込む信号入力部と、
   前記信号入力部に取り込まれた音楽再生信号の低周波成分の積分値及び微分値と高周波成分の微分値とを出力する信号処理部と、
   前記信号処理部から出力される積分値及び微分値のそれぞれを所定のサンプリング単位時間ずつ取り込んで、前記サンプリング単位時間内に前記低周波成分の積分値及び微分値と前記高周波成分の微分値とが所定レベルを超えるか否かを判定し、前記所定レベルを超える値が検出されたと判定された回数を所定のサンプリング周期毎でかつ前記積分値及び前記微分値別に集計した解析データを生成するデータ生成部と、
   前記解析データに記述された集計値のそれぞれの平均値と、前記低周波成分及び高周波成分のそれぞれの微分値に関して前記解析データに記述された集計値の変動係数とを演算し、該演算結果に基づいて前記音楽再生機器から出力される音楽のジャンルを判別するデータ解析部と、
   を備えたことを特徴とする音楽ジャンル判別装置。
2. 前記データ解析部は、前記平均値及び前記変動係数のそれぞれと、前記平均値及び前記変動係数の取り得る範囲を所定段数で区分したときの各区分を代表する識別値とを予め対応付けた演算結果識別データを参照して、演算された平均値及び変動係数のそれぞれに対応する識別値を取得し、得られた識別値に基づいて音楽のジャンルを判別することを特徴とする請求項１に記載の音楽ジャンル判別装置。
3. 前記データ解析部は、前記平均値及び前記変動係数のそれぞれに対応する識別値を所定の順で並べた判定値と音楽のジャンルとを予め対応付けた判別参照データを参照して、得られた識別値に対応するジャンルを前記信号入力部から取り込まれた音楽再生信号にて再生されるべき音楽のジャンルとして判別することを特徴とする請求項２に記載の音楽ジャンル判別装置。
4. 前記音楽のジャンルと前記データ解析部にて判別された回数とを対応付けた履歴データをさらに具備し、前記データ解析部は前記ジャンルの判別結果に応じて前記履歴データを更新することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の音楽ジャンル判別装置。
5. 前記音楽ジャンル判別装置は、前記音楽再生機器のライン出力端子と、当該ライン出力端子から出力される音楽再生信号を音声変換する音声出力装置との間に介装され、前記ライン出力端子から出力される音楽再生信号を前記音声出力装置へ通過させるバイパス経路と、その音楽再生信号を前記信号処理部に取り込む経路とを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の音楽ジャンル判別装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の音楽ジャンル判別装置と、前記ジャンルの判別結果をゲーム内容に反映させるゲーム制御部とを備えたゲーム機。

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