JP6625202B2 - 楽曲構造解析装置、楽曲構造解析方法および楽曲構造解析プログラム - Google Patents

Description

本発明は、楽曲構造解析装置、楽曲構造解析方法および楽曲構造解析プログラムに関する。

従来、楽曲データに、いわゆるイントロ（intro）、Ａメロ（verse1）、Ｂメロ（verse2）、サビ（hook）、アウトロ（outro）等の楽曲構造を特徴づける特徴区間を割り付け、楽曲構造を自動的に解析する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、楽曲データに割り付けられたセグメント（特徴区間）同士を、セグメント間の類似性判定を行うことにより、スタンザ、リフレイン等の特徴区間を楽曲データに割り付ける技術が開示されている。

特許４７７５３８０号公報

ところで、ＤＪパフォーマンスでは、前述した楽曲構造を解析する技術を利用して、演奏中の曲から、次の曲に違和感なくつなぐ等の操作を行うことが考えられる。特に、ＤＪパフォーマンスにおいては、楽曲を切れ目なくつなぐ必要があるので、イントロやアウトロ等の特徴区間が不要な場合や、逆に楽曲のイントロ部分の特徴区間を繰り返して使用する場合があり、これらのような場合に楽曲構造の解析技術を用いることは、パフォーマーに利便である。
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、特徴区間同士の類似性に基づいて、特徴区間の割り付けを行っているため、楽曲の最初から始まるイントロ、最後のアウトロ等の特徴区間を判別するのが困難であるという課題がある。

本発明の目的は、イントロ、Ａメロ、Ｂメロ、サビ、アウトロ等の楽曲構造を特徴づける特徴区間を簡単に割り付けることのできるが楽曲構造解析装置、楽曲構造解析方法、および楽曲構造解析プログラムを提供することにある。

本発明の楽曲構造解析装置は、楽曲データの構造を特徴づける特徴区間を、前記楽曲データに割り付ける楽曲構造解析装置であって、
前記楽曲データ中の周波数の異なる音の数を、小節毎に解析する音数解析手段と、
前記音数解析手段の解析結果に基づいて、解析された音の数のうち、最大の音の数となる小節を基準として、他の小節の比率を演算する比率演算手段と、
前記比率演算手段により演算された比率の変化量が所定の閾値を超えた時点を、前記楽曲データの特徴区間の展開ポイントとして設定する展開ポイント設定手段と、
前記展開ポイント設定手段により設定された展開ポイントに基づいて、特徴区間を割り付ける特徴区間割付手段と、
を備えていることを特徴とする。

本発明の楽曲構造解析方法は、楽曲データの構造を特徴づける特徴区間を、前記楽曲データに割り付ける楽曲構造解析方法であって、
前記楽曲データ中の周波数の異なる音の数を、小節毎に解析する手順と、
解析結果に基づいて、解析された音の数ののうち、最大の音の数となる小節を基準として、他の小節の比率を演算する手順と、
演算された比率の変化量が所定の閾値を超えた時点を、前記楽曲データの特徴区間の展開ポイントとして設定する手順と、
設定された展開ポイントに基づいて、特徴区間を割り付ける手順と、
を実施することを特徴とする。

本発明の楽曲構造解析プログラムは、
コンピュータを、前述した楽曲構造解析装置として機能させることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る音響制御システムの構造を表す模式図。 前記実施形態における楽曲構造解析装置の構造を表すブロック図。 前記実施形態における楽曲構造解析の方法説明するための模式図。 前記実施形態における表示情報生成部により生成された表示情報を説明するための模式図。 前記実施形態における作用を説明するためのフローチャート。

［１］音響制御システムの全体構成
図１には、本発明の実施形態に係る音響制御システム１が示されており、音響制御システム１は、２台のデジタルプレーヤー２と、デジタルミキサー３と、コンピュータ４と、スピーカー５とを備える。
デジタルプレーヤー２は、ジョグダイヤル２Ａと、図示しない複数の操作ボタンと、ディスプレイ２Ｂとを備え、デジタルプレーヤー２の操作者は、ジョグダイヤル２Ａや、操作ボタンを操作することにより、操作に応じた音響制御情報を出力することができる。音響制御情報は、双方向通信可能なＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル６を介してコンピュータ４に出力される。

デジタルミキサー３は、操作スイッチ３Ａと、音量調整レバー３Ｂと、左右切替レバー３Ｃとを備え、これらのスイッチ３Ａ、レバー３Ｂ、３Ｃを操作することにより、音響制御情報を出力することができる。音響制御情報は、ＵＳＢケーブル７を介してコンピュータ４に出力される。また、デジタルミキサー３には、コンピュータ４で処理された楽曲情報が入力され、入力されたデジタル信号からなる楽曲情報は、アナログ信号に変換され、アナログケーブル８を介して、スピーカー５から音声出力される。
また、デジタルプレーヤー２およびデジタルミキサー３は、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル９を介して互いに接続され、コンピュータ４を使わなくとも、デジタルプレーヤー２を操作して生成された音響制御情報を、直接デジタルミキサー３に出力して、ＤＪパフォーマンスを行うこともできる。

［２］コンピュータ４の機能ブロック構成
図２には、楽曲構造解析装置としてのコンピュータ４の機能ブロック図が示されている。コンピュータ４は、演算処理装置１０上で実行される楽曲構造解析プログラムとしての音数解析部１１、比率演算部１２、展開ポイント設定部１３、特徴区間割付部１４、および表示情報生成部１５を備える。
音数解析部１１は、入力される楽曲データＭ１の音の数を解析する。ここで、”音の数”とは、周波数の異なる音を異なる音として数えてもよく、基音、倍音等を同じ音階として１つに数える場合であってもよい。なお、入力される楽曲データＭ１は、コンピュータ４内のハードディスクに保存された楽曲データであってもよく、デジタルプレーヤー２のスロットに挿入されたＣＤ、ブルーレイディスク等に記録された楽曲データであってもよく、通信回線を介してネットワーク上からダウンロードされ得る楽曲データであってもよい。

音数解析手段としての音数解析部１１は、楽曲データＭ１中の周波数の異なる音の数を解析する。具体的には、音数解析部１１は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を用い、楽曲データＭ１中の周波数の異なる音のピーク本数を取得する。例えば、図３に示されるように、楽曲データＭ１の１小節毎に周波数のピーク本数を数えることにより、解析結果ＦＦＴ１、ＦＦＴ２、ＦＦＴ３、ＦＦＴ４、ＦＦＴ５を得、各小節中の異なる音の数を順次解析していく。なお、本実施形態ではＦＦＴを用いて周波数の異なる音の解析をおこなっているが、本発明はこれに限られず、例えば、離散コサイン変換を用いて周波数の異なる音の解析を行ってもよい。

比率演算手段としての比率演算部１２は、音数解析部１１の解析結果に基づいて、最大の音の数となる小節を基準として、他の小節の音の数の比率を演算する。具体的には、比率演算部１２は、図３に示されるように、音の数の最も大きなＦＦＴ３を与えるｎ番目の小節目を特定し、ｎ番目の小節目における音の数Ｎmaxを取得し、下記式（１）に基づいて、他の小節の比率Ｒnを演算する。
Ｒn＝Ｎn／Ｎmax・・・（１）
他の区間の比率は、小節を表す矩形部分内の数字のように、最大となるｎ番目の小節に対する比率として演算される。

展開ポイント設定手段としての展開ポイント設定部１３は、比率演算部１２で演算された比率Ｒnの変化量が所定の閾値を超えた時点を、楽曲データＭ１の特徴区間Ａ〜特徴区間Ｅの展開ポイントとして設定する。
具体的には、展開ポイント設定部１３は、楽曲データＭ１の第４小節と第５小節で比率が所定の閾値よりも大きく変化しているので、第４小節と第５小節との間に、展開ポイントＰ1を設定する。展開ポイント設定部１３は、同様に、比率の変化量が所定の閾値よりも超えた小節間に、展開ポイントＰn、Ｐn+3、Ｐe-4と順次設定していく。

ここで、本実施形態では、所定の閾値は、比率演算部１２で特定された最大の音の数に対する割合で設定されており、例えば、変化量がＮmaxの２０％を超える場合に、展開ポイントとして設定する。なお、所定の閾値は、これに限らず、常に一定の固定値、例えば、比率Ｒnが１桁変わった場合を用いてもよい。本実施形態のように閾値を最大の音の数に対する割合で設定することにより、楽曲データＭ１が変われば、閾値も変動し、楽曲データＭ１に応じた展開ポイントを設定できる。一方、閾値を固定値とすることにより、閾値の割合演算が不要となるため、処理の簡素化を図ることができる。

特徴区間割付手段としての特徴区間割付部１４は、展開ポイント設定部１３で設定された展開ポイントＰ1、Ｐn、Ｐn+3、Ｐe-4に基づいて、特徴区間を割り付けていく。具体的には、特徴区間割付部１４は、最大の音の数となる特徴区間Ｃを、楽曲データＭ１中で最も盛り上がる部分であると判定して、サビ区間（Hook）として設定する。
次に、特徴区間割付部１４は、楽曲データＭ１の開始時点と、最初に設定された展開ポイントＰ1の間の特徴区間Ａを、イントロ区間として設定する。
また、特徴区間割付部１４は、楽曲データＭ１の終了時点と、最後に設定された展開ポイントＰe-4との間の特徴区間Ｅを、アウトロ区間として設定する。
さらに、特徴区間割付部１４は、割り付けられたサビ区間、イントロ区間、およびアウトロ区間に基づいて、前後関係を見ながら、イントロ区間直後の特徴区間ＢにＡメロ区間（verse1）を割り付け、サビ区間の直後の特徴区間ＤにＢメロ区間（verse2）を割り付けていく。

表示情報生成部１５は、特徴区間割付部１４で割り付けられた特徴区間に基づいて、特徴区間を視覚的に確認できるような表示情報を生成する。具体的には、表示情報生成部１５は、図４に示されるように、楽曲データＭ１の演奏進行状況に応じて、イントロ区間、Ａメロ区間、サビ区間、Ｂメロ区間、アウトロ区間等を横軸に表示し、演奏済みの部分は、ハッチング要素で塗りつぶし、現在の進行状況をプレーヤーに視認させる表示情報を生成する。
表示情報生成部１５で生成された表示情報は、ＵＳＢケーブル６を介して、デジタルプレーヤー２のディスプレイ２Ｂ上に表示される。

［３］実施形態の作用および効果
次に、本発明の楽曲構造解析方法となる実施形態の作用を、図５に示されるフローチャートに基づいて説明する。
音数解析部１１は、ＦＦＴを用いて、楽曲データＭ１の１小節毎に、周波数の異なる音のピーク本数を取得する（手順Ｓ１）。
比率演算部１２は、音数解析部１１の解析結果に基づいて、最大の音の数となるｎ番目の小節を特定する（手順Ｓ２）。比率演算部はｎ番目の小節における音の数Ｎmaxに基づいて、他の小節の音の数の比率Ｒnを、前記の式（１）に基づいて演算する（手順Ｓ３）。

展開ポイント設定部１３は、比率演算部１２で演算された音の数の比率Ｒnの変化量が所定の閾値を超えた時点を、特徴区間Ａ〜特徴区間Ｅの展開ポイントとして設定する（手順Ｓ４）。
特徴区間割付部１４は、最も音の数の多いｎ番目の小節を含む特徴区間Ｃに、サビ区間を割り付ける（手順Ｓ５）。
次に、特徴区間割付部１４は、楽曲データＭ１の開始時点から最初の展開ポイントＰ1までの特徴区間Ａにイントロ区間を割り付ける（手順Ｓ６）。
さらに、特徴区間割付部１４は、楽曲データＭ１の終了時点から最後の展開ポイントＰe-4までの特徴区間Ｄにアウトロ区間を割り付ける（手順Ｓ７）。

特徴区間割付部１４は、サビ区間、イントロ区間、アウトロ区間との位置関係に基づいて、前後関係を見ながら、特徴区間ＢにＡメロ区間を、特徴区間ＤにＢメロ区間を割り付けていく（手順Ｓ８）。
表示情報生成部１５は、特徴区間割付部１４で割り付けられた特徴区間に基づいて、図４に示される表示情報を生成し、デジタルプレーヤー２のディスプレイ２Ｂに出力する。デジタルプレーヤー２の操作者は、ディスプレイ２Ｂを観察しながら、デジタルプレーヤー２を操作し、楽曲データＭ１の進行状況に応じて、イントロ区間をスキップして演奏したり、楽曲データＭ１がアウトロ区間に差し掛かかる前に、デジタルミキサー３を操作して、別の楽曲データへの切り替えを行う。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
楽曲データＭ１の音の数を解析し、最大となる音の数の小節に対する他の小節の音の数の比率Ｒnを算出し、算出された比率の変化量が所定の閾値を超えている場合に、展開ポイントを設定しているので、簡便に特徴区間の割付を行うことができる。
また、楽曲データＭ１の開始時点から最初の展開ポイントＰ1の特徴区間Ａをイントロ区間として割り付け、楽曲データＭ１の終了時点から最後の展開ポイントＰe-4の特徴区間Ｄをアウトロ区間と割り付けることができるため、操作者は、イントロ区間を繰り返してＤＪパフォーマンスを行ったり、アウトロ区間をスキップして次の楽曲データに切り替えることができるため、違和感なく曲のつなぎを行うことができ、パフォーマンス性が一層向上する。

１…音響制御システム、１０…演算処理装置、１１…音数解析部、１２…比率演算部、１３…展開ポイント設定部、１４…特徴区間割付部、１５…表示情報生成部、２…デジタルプレーヤー、２Ａ…ジョグダイヤル、２Ｂ…ディスプレイ、３…デジタルミキサー、３Ａ…操作スイッチ、３Ｂ…音量調整レバー、３Ｃ…左右切替レバー、４…コンピュータ、５…スピーカー、６…ＵＳＢケーブル、７…ＵＳＢケーブル、８…アナログケーブル、９…ケーブル、Ａ…特徴区間、Ｂ…特徴区間、Ｃ…特徴区間、Ｄ…特徴区間、Ｅ…特徴区間、ＦＦＴ１…解析結果、ＦＦＴ２…解析結果、ＦＦＴ３…解析結果、ＦＦＴ４…解析結果、ＦＦＴ５…解析結果、Ｍ１…楽曲データ、Ｐ1…展開ポイント、Ｐn…展開ポイント、Ｒn…比率。

Claims (7)

1. 楽曲データの構造を特徴づける特徴区間を、前記楽曲データに割り付ける楽曲構造解析装置であって、
   前記楽曲データ中の周波数の異なる音の数を小節毎に解析する音数解析手段と、
   前記音数解析手段の解析結果に基づいて、解析された音の数のうち、最大の音の数となる小節を基準として、他の小節の音の数の比率を演算する比率演算手段と、
   前記比率演算手段により演算された比率の変化量が所定の閾値を超えた時点を、前記楽曲データの特徴区間の展開ポイントとして設定する展開ポイント設定手段と、
   前記展開ポイント設定手段により設定された展開ポイントに基づいて、特徴区間を割り付ける特徴区間割付手段と、
   を備えていることを特徴とする楽曲構造解析装置。
2. 請求項１に記載の楽曲構造解析装置において、
   前記特徴区間割付手段は、前記楽曲データの開始時点と、前記展開ポイント設定手段により設定された最初の展開ポイントとの間をイントロ区間として設定することを特徴とする楽曲構造解析装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の楽曲構造解析装置において、
   前記特徴区間割付手段は、前記楽曲データの終了時点と、前記展開ポイント設定手段により設定された最後の展開ポイントとの間をアウトロ区間として設定することを特徴とする楽曲構造解析装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の楽曲構造解析装置において、
   前記展開ポイント設定手段は、固定された閾値に基づいて、展開ポイントの設定を行うことを特徴とする楽曲構造解析装置。
5. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の楽曲構造解析装置において、
   前記展開ポイント設定手段は、前記最大の音の数となる特徴区間に対する所定の割合とした閾値に基づいて、展開ポイントの設定を行うことを特徴とする楽曲構造解析装置。
6. 楽曲データの構造を特徴づける特徴区間を、前記楽曲データに割り付ける楽曲構造解析方法であって、
   前記楽曲データ中の周波数の異なる音の数を、小節毎に解析する手順と、
   解析結果に基づいて、解析された音の数のうち、最大の音の数となる小節を基準として、他の小節の比率を演算する手順と、
   演算された比率の変化量が所定の閾値を超えた時点を、前記楽曲データの特徴区間の展開ポイントとして設定する手順と、
   設定された展開ポイントに基づいて、特徴区間を割り付ける手順と、
   を実施することを特徴とする楽曲構造解析方法。
7. コンピュータを、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の楽曲構造解析装置として機能させることを特徴とする楽曲構造解析プログラム・
   

Images