JPH11272274A - 歌声による曲検索法 - Google Patents
歌声による曲検索法Info
- Publication number
- JPH11272274A JPH11272274A JP10111273A JP11127398A JPH11272274A JP H11272274 A JPH11272274 A JP H11272274A JP 10111273 A JP10111273 A JP 10111273A JP 11127398 A JP11127398 A JP 11127398A JP H11272274 A JPH11272274 A JP H11272274A
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- JP
- Japan
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- pitch
- music
- database
- song
- pitches
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- Pending
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- Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】歌声による曲検索に於いては、旋律情報の音高
と音長のうち、音長情報を有効に利用して検索すること
が困難であった。 【解決手段】歌声から得られる音高・音長に含まれる誤
差を許容するために実施する粗いマッチング中の各曲の
音高・音長の分布に基づいて決定する方法では、音高・
音長の両者を有効に利用するための閾値が決定出来、し
かも、粗さの精度を任意に変更してマッチングすること
が出来、更に、データベース中の曲が更新された場合に
も、更新されたデータベースに対して、最適な閾値を直
ちに決定することが出来、音高・音長を利用したことに
より正答率の高い曲検索が可能となる。
と音長のうち、音長情報を有効に利用して検索すること
が困難であった。 【解決手段】歌声から得られる音高・音長に含まれる誤
差を許容するために実施する粗いマッチング中の各曲の
音高・音長の分布に基づいて決定する方法では、音高・
音長の両者を有効に利用するための閾値が決定出来、し
かも、粗さの精度を任意に変更してマッチングすること
が出来、更に、データベース中の曲が更新された場合に
も、更新されたデータベースに対して、最適な閾値を直
ちに決定することが出来、音高・音長を利用したことに
より正答率の高い曲検索が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、歌声による曲検
索法に関し、更に詳しくはメロディを口ずさんでマイク
ロホン入力し、入力されたメロディの音高・音長を抽出
し、得られた音高・音長情報をデータベース中の各曲の
有する情報と照合し、入力キーとデータベースの曲との
音高・音長情報の距離をデータベースについて夫々計算
し、その和が最小となる曲の曲名を検索して出力する曲
検索法に関する。
索法に関し、更に詳しくはメロディを口ずさんでマイク
ロホン入力し、入力されたメロディの音高・音長を抽出
し、得られた音高・音長情報をデータベース中の各曲の
有する情報と照合し、入力キーとデータベースの曲との
音高・音長情報の距離をデータベースについて夫々計算
し、その和が最小となる曲の曲名を検索して出力する曲
検索法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】公知の歌声による曲検
索法に於いては、音符の旋律情報（音高・音長の２つを
属性値として有する音符の系列）のうち、主に音高情報
が検索キーとして利用され、音長情報を検索キーとした
検索は、比較的精度が低いことが指摘されていた。しか
し、音長情報は、本来有効な情報であり、音長を適切に
利用出来れば、精度が高い曲検索が出来るはずである。
索法に於いては、音符の旋律情報（音高・音長の２つを
属性値として有する音符の系列）のうち、主に音高情報
が検索キーとして利用され、音長情報を検索キーとした
検索は、比較的精度が低いことが指摘されていた。しか
し、音長情報は、本来有効な情報であり、音長を適切に
利用出来れば、精度が高い曲検索が出来るはずである。
【０００３】検索者の入力の歌声から得られる旋律情報
は、データベース中の各曲の有する旋律情報と調・テン
ポが一致するとは限らない。そこで、入力の歌声とデー
タベースの各曲から得られる音高・音長に於いて、各音
符の有する音高・音長を、前音からの相対音高差・相対
音長比に変換してマッチングに利用する必要がある。
は、データベース中の各曲の有する旋律情報と調・テン
ポが一致するとは限らない。そこで、入力の歌声とデー
タベースの各曲から得られる音高・音長に於いて、各音
符の有する音高・音長を、前音からの相対音高差・相対
音長比に変換してマッチングに利用する必要がある。
【０００４】また、入力の歌声には、検索者の記憶違い
や歌唱能力による誤差が含まれるので、その誤差を許容
した粗いマッチングを行う必要がある。この際、入力の
歌声とデータベース中の各曲から得られる音高・音長に
於いて、各相対値を、粗い精度の相対値に変換するた
め、適当な閾値を利用する。
や歌唱能力による誤差が含まれるので、その誤差を許容
した粗いマッチングを行う必要がある。この際、入力の
歌声とデータベース中の各曲から得られる音高・音長に
於いて、各相対値を、粗い精度の相対値に変換するた
め、適当な閾値を利用する。
【０００５】例えば、相対音高差に於いては、半音の幅
の音高差を閾値として、前音から「上がった（ＵＰ）、
下がった（ＤＯＷＮ）、同じ高さ（ＥＱＵＡＬ）」とい
う３つの粗い精度の相対値のカテゴリを表す記号列Ｕ、
Ｄ、Ｅ等に変換する。この変換を用いると、「チューウ
リップの歌」の最初の「ドレミドレミ」という音高の系
列は、「ＸＵＵＤＵＵ」に変換出来る（最初の音には相
対値がないので、Ｘで表現する）。
の音高差を閾値として、前音から「上がった（ＵＰ）、
下がった（ＤＯＷＮ）、同じ高さ（ＥＱＵＡＬ）」とい
う３つの粗い精度の相対値のカテゴリを表す記号列Ｕ、
Ｄ、Ｅ等に変換する。この変換を用いると、「チューウ
リップの歌」の最初の「ドレミドレミ」という音高の系
列は、「ＸＵＵＤＵＵ」に変換出来る（最初の音には相
対値がないので、Ｘで表現する）。
【０００６】また、相対音長比に対しても、適当な閾値
を利用し、例えば前者から「長くなった（ＬＯＮＧＥ
Ｒ）、短くなった（ＳＨＯＲＴＥＲ）、同じ長さ（ＥＱ
ＵＡＬ）」という３つのカテゴリを表す記号列Ｌ、Ｓ、
Ｅ等に変換する。
を利用し、例えば前者から「長くなった（ＬＯＮＧＥ
Ｒ）、短くなった（ＳＨＯＲＴＥＲ）、同じ長さ（ＥＱ
ＵＡＬ）」という３つのカテゴリを表す記号列Ｌ、Ｓ、
Ｅ等に変換する。
【０００７】従来、粗いマッチングに使用する閾値に
は、経験的に定めた値を使用していた。しかし、検索に
有効な粗い精度の相対値を得るための適切な閾値を、経
験的に定めることは難しかった。特に、音長に対する適
切な閾値を決定することは、音高と比較して困難であっ
た。このため、音長を有効に利用した検索が出来なかっ
た。
は、経験的に定めた値を使用していた。しかし、検索に
有効な粗い精度の相対値を得るための適切な閾値を、経
験的に定めることは難しかった。特に、音長に対する適
切な閾値を決定することは、音高と比較して困難であっ
た。このため、音長を有効に利用した検索が出来なかっ
た。
【０００８】音長を有効に利用せずに、音高のみを利用
した曲検索では、正答率の高い検索を実現することが困
難であった。
した曲検索では、正答率の高い検索を実現することが困
難であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、曲データベ
ース中の各曲中に出現するすべての音高・音長の情報分
布に基づいて、粗いマッチングに使用する閾値を設定す
ることで、適切な値を設定し、音高だけでなく、音長を
も有効に利用して曲検索を実施する歌声による曲検索法
である。
ース中の各曲中に出現するすべての音高・音長の情報分
布に基づいて、粗いマッチングに使用する閾値を設定す
ることで、適切な値を設定し、音高だけでなく、音長を
も有効に利用して曲検索を実施する歌声による曲検索法
である。
【００１０】
【発明の作用】データベース中の各曲中に出現するすべ
ての音高・音長の情報分布に基づき、最適な閾値を決定
するので、音高・音長の両者を有効に利用した曲検索が
可能となり、音高のみと比較して正答率が極めて高い検
索が可能となる。
ての音高・音長の情報分布に基づき、最適な閾値を決定
するので、音高・音長の両者を有効に利用した曲検索が
可能となり、音高のみと比較して正答率が極めて高い検
索が可能となる。
【００１１】
【実施例】この出願の特許請求の範囲の請求項１記載の
発明に係る歌声による曲検索法の実施例を説明する。図
３に於いて、検索の前処理としてデータベース中の各曲
の音高・音長系列から相対音高差・音長比の系列を求め
（Ｓ１０１）、その相対音高差・相対音長比の値の度数
分布表を作成する（Ｓ１０２）。図１に於いて、相対音
高差は、半音の幅を１００で表現した値で正規化してお
り、図２に於いて、相対音長比をパーセンテージで表現
している。
発明に係る歌声による曲検索法の実施例を説明する。図
３に於いて、検索の前処理としてデータベース中の各曲
の音高・音長系列から相対音高差・音長比の系列を求め
（Ｓ１０１）、その相対音高差・相対音長比の値の度数
分布表を作成する（Ｓ１０２）。図１に於いて、相対音
高差は、半音の幅を１００で表現した値で正規化してお
り、図２に於いて、相対音長比をパーセンテージで表現
している。
【００１２】音高・音長に関する夫々の度数分布表の総
度数をＳｕｍ１、Ｓｕｍ２とし、夫々の度数分布表の粗
い精度の相対値のカテゴリ数をＣａｔｅｇｏｒｙ＿Ｎｕ
ｍ１、Ｃａｔｅｇｏｒｙ＿Ｎｕｍ２とする。このとき、
閾値によって分割される各カテゴリ内の度数の合計値の
期待値Ｍ１、Ｍ２を夫々Ｍ１＝Ｓｕｍ１／Ｃａｔｅｇｏ
ｒｉ＿Ｎｕｍ１、Ｍ２＝Ｓｕｍ２／Ｃａｔｅｇｏｒｙ＿
Ｎｕｍ２で定める。図１、図２に於いては、夫々カテゴ
リ数を３で表す。
度数をＳｕｍ１、Ｓｕｍ２とし、夫々の度数分布表の粗
い精度の相対値のカテゴリ数をＣａｔｅｇｏｒｙ＿Ｎｕ
ｍ１、Ｃａｔｅｇｏｒｙ＿Ｎｕｍ２とする。このとき、
閾値によって分割される各カテゴリ内の度数の合計値の
期待値Ｍ１、Ｍ２を夫々Ｍ１＝Ｓｕｍ１／Ｃａｔｅｇｏ
ｒｉ＿Ｎｕｍ１、Ｍ２＝Ｓｕｍ２／Ｃａｔｅｇｏｒｙ＿
Ｎｕｍ２で定める。図１、図２に於いては、夫々カテゴ
リ数を３で表す。
【００１３】この様にして作成した度数分布表から音高
・音長夫々の閾値を決定し（Ｓ１０３）、データベース
中の各曲の相対音高差・相対音長比を夫々粗い相対値へ
変換する（Ｓ１０４）。
・音長夫々の閾値を決定し（Ｓ１０３）、データベース
中の各曲の相対音高差・相対音長比を夫々粗い相対値へ
変換する（Ｓ１０４）。
【００１４】検索時の処理として、メロディを口ずさん
でマイクロホン入力し（Ｓ１０５）、Ａ／Ｄ変換し（Ｓ
１０６）、次に該Ａ／Ｄ変換信号から有声音を検出し
（Ｓ１０７）、該検出有声音から基本周波数を同定する
（Ｓ１０８）。
でマイクロホン入力し（Ｓ１０５）、Ａ／Ｄ変換し（Ｓ
１０６）、次に該Ａ／Ｄ変換信号から有声音を検出し
（Ｓ１０７）、該検出有声音から基本周波数を同定する
（Ｓ１０８）。
【００１５】有声音の発音開始時刻を各音符の発音開始
時刻として区切り、次の音符の発音開始時刻の時間差を
その音符の持つ音長として定め、更に、各音符の音長と
して定められた区間に含まれる各フレームの基本周波数
のうち最大値を、その音符の音高として定める（Ｓ１０
９）。
時刻として区切り、次の音符の発音開始時刻の時間差を
その音符の持つ音長として定め、更に、各音符の音長と
して定められた区間に含まれる各フレームの基本周波数
のうち最大値を、その音符の音高として定める（Ｓ１０
９）。
【００１６】得られた音高・音長から前音からの相対音
高差・相対音長比を計算し（Ｓ１１０）、前処理で得ら
れた閾値を利用して夫々粗い相対値に変換し（Ｓ１１
１）、次に得られた音高・音長の粗い相対値を夫々デー
タベース中の各曲の粗い相対値と照合し、入力キーとデ
ータベースの各曲との音高・音長の距離をデータベース
について夫々計算し（Ｓ１１２）、その和が最小となる
曲名を結果として表示する（Ｓ１１３）。
高差・相対音長比を計算し（Ｓ１１０）、前処理で得ら
れた閾値を利用して夫々粗い相対値に変換し（Ｓ１１
１）、次に得られた音高・音長の粗い相対値を夫々デー
タベース中の各曲の粗い相対値と照合し、入力キーとデ
ータベースの各曲との音高・音長の距離をデータベース
について夫々計算し（Ｓ１１２）、その和が最小となる
曲名を結果として表示する（Ｓ１１３）。
【００１７】検索結果の表示後、再び歌声の入力が可能
となる。
となる。
【００１８】
【発明の効果】（１）この発明に係る歌声による曲検索
法によれば、データベース中の各曲から得られた粗い精
度の相対音高差・相対音長比は、各カテゴリの情報が、
およそ等確率で出現される様に変換される。例えば、粗
い精度の相対音高差に於いて、カテゴリ数がＵ、Ｅ、Ｄ
の３つの場合は、データベース全体で、それら３つがほ
ぼ等確率で出現される様に変換される。そして、カテゴ
リ数が５つの場合は、データベース全体で、それら５つ
がほぼ等確率で出現される様に変換される。このため、
粗いマッチング（粗い精度の相対値を利用したＤＰマッ
チング）に於いて、データベース中の各曲が有する系列
の中から、入力系列の１音符ごとに、カテゴリ数分の１
の割合で、検索結果の正答の候補となり得る系列を絞込
んでいくことが可能となり、効率の良い絞込みが可能と
なる。
法によれば、データベース中の各曲から得られた粗い精
度の相対音高差・相対音長比は、各カテゴリの情報が、
およそ等確率で出現される様に変換される。例えば、粗
い精度の相対音高差に於いて、カテゴリ数がＵ、Ｅ、Ｄ
の３つの場合は、データベース全体で、それら３つがほ
ぼ等確率で出現される様に変換される。そして、カテゴ
リ数が５つの場合は、データベース全体で、それら５つ
がほぼ等確率で出現される様に変換される。このため、
粗いマッチング（粗い精度の相対値を利用したＤＰマッ
チング）に於いて、データベース中の各曲が有する系列
の中から、入力系列の１音符ごとに、カテゴリ数分の１
の割合で、検索結果の正答の候補となり得る系列を絞込
んでいくことが可能となり、効率の良い絞込みが可能と
なる。
【００１９】（２）この発明に係る歌声による曲検索法
によれば、データベース中の各曲に含まれる音高・音長
の分布に偏りがある場合でも、適当な閾値の決定が可能
となる。例えば、図１に於いて、相対音高差がより右側
に度数が集中する場合（前の音よりも高くなったという
音符が多かった場合）、閾値はより右側に移動し、各カ
テゴリの情報の出現確率が等しくなるように設定出来
る。
によれば、データベース中の各曲に含まれる音高・音長
の分布に偏りがある場合でも、適当な閾値の決定が可能
となる。例えば、図１に於いて、相対音高差がより右側
に度数が集中する場合（前の音よりも高くなったという
音符が多かった場合）、閾値はより右側に移動し、各カ
テゴリの情報の出現確率が等しくなるように設定出来
る。
【００２０】（３）この発明に係る歌声による曲検索法
によれば、閾値の決定法では、粗い精度の相対音高差・
相対音長比は、従来から利用されてきた３つのカテゴリ
にとどまらず、５つや７つ等、任意の粗さの精度数に分
割することが出来るため、より精度の高いマッチングを
実施する際も、適当な閾値の設定が可能となる。
によれば、閾値の決定法では、粗い精度の相対音高差・
相対音長比は、従来から利用されてきた３つのカテゴリ
にとどまらず、５つや７つ等、任意の粗さの精度数に分
割することが出来るため、より精度の高いマッチングを
実施する際も、適当な閾値の設定が可能となる。
【００２１】（４）又、この発明に係る歌声による曲検
索法を利用すれば、対象とするデータベースに含まれる
曲が更新された場合でも、直ちに適当な閾値を決定する
ことが可能となる。
索法を利用すれば、対象とするデータベースに含まれる
曲が更新された場合でも、直ちに適当な閾値を決定する
ことが可能となる。
【００２２】（５）更に、この発明に係る歌声による曲
検索法の音高・音長を利用した曲検索を実施することに
より、歌詞の分からない曲を検索する場合でも、音高・
音長の２つを利用して精度の高い検索が可能となる。
検索法の音高・音長を利用した曲検索を実施することに
より、歌詞の分からない曲を検索する場合でも、音高・
音長の２つを利用して精度の高い検索が可能となる。
【図１】この発明に係る歌声による曲検索法に於いて、
曲データベース中の全ての曲について出現する音高の相
対音高差の分布表を作成し、粗さ精度を３つのカテゴリ
Ｕ、Ｅ、Ｄとして閾値を決定する分布表の略図である。
曲データベース中の全ての曲について出現する音高の相
対音高差の分布表を作成し、粗さ精度を３つのカテゴリ
Ｕ、Ｅ、Ｄとして閾値を決定する分布表の略図である。
【図２】この発明に係る歌声による曲検索法に於いて、
曲データベース中の全ての曲について出現する音高の相
対音高差の分布表を作成し、粗さ精度を３つのカテゴリ
Ｌ、Ｅ、Ｓとして閾値を決定する分布表の略図である。
曲データベース中の全ての曲について出現する音高の相
対音高差の分布表を作成し、粗さ精度を３つのカテゴリ
Ｌ、Ｅ、Ｓとして閾値を決定する分布表の略図である。
【図３】この発明に係る歌声による曲検索法の処理の流
れを示すフロー・チャートである。
れを示すフロー・チャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ１０Ｌ 3/00 ５６１ Ｇ１０Ｌ 3/00 ５６１Ａ 5/06 5/06 Ｂ 9/00 ３０１ 9/00 ３０１Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】 音声による曲検索に於いて、粗いマッチ
ングを実施する際に利用する閾値を、データベース中の
各曲に含まれる音高・音長の情報分布を利用して決定
し、該閾値を利用してデータベース中の所望の曲名を検
索して出力する歌声による曲検索法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111273A JPH11272274A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 歌声による曲検索法 |
| DE69908226T DE69908226T2 (de) | 1998-03-19 | 1999-03-19 | Vorrichtung und Verfahren zum Wiederauffinden von Melodien |
| EP99302171A EP0944033B1 (en) | 1998-03-19 | 1999-03-19 | Melody retrieval system and method |
| US09/272,211 US6121530A (en) | 1998-03-19 | 1999-03-19 | World Wide Web-based melody retrieval system with thresholds determined by using distribution of pitch and span of notes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111273A JPH11272274A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 歌声による曲検索法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11272274A true JPH11272274A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=14557050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10111273A Pending JPH11272274A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 歌声による曲検索法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11272274A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020065668A (ko) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | 엘지전자주식회사 | 음악 서비스 제공 시스템 및 이 시스템의 운영 방법 |
| KR20040000797A (ko) * | 2002-06-25 | 2004-01-07 | 엘지전자 주식회사 | 음악 데이터의 특징 정보 표현방법 |
| JP2004534274A (ja) * | 2001-03-23 | 2004-11-11 | インスティチュート・フォー・インフォコム・リサーチ | 内容ベースのマルチメディア情報検索で使用するためデジタル表示で音楽情報を表示する方法およびシステム |
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| JP2008145505A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 信号箇所・変動パラメータ検出方法、信号箇所・変動パラメータ検出装置ならびにそのプログラムと記録媒体 |
| US9047371B2 (en) | 2010-07-29 | 2015-06-02 | Soundhound, Inc. | System and method for matching a query against a broadcast stream |
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| US9507849B2 (en) | 2013-11-28 | 2016-11-29 | Soundhound, Inc. | Method for combining a query and a communication command in a natural language computer system |
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-
1998
- 1998-03-19 JP JP10111273A patent/JPH11272274A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20040000797A (ko) * | 2002-06-25 | 2004-01-07 | 엘지전자 주식회사 | 음악 데이터의 특징 정보 표현방법 |
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| US10657174B2 (en) | 2010-07-29 | 2020-05-19 | Soundhound, Inc. | Systems and methods for providing identification information in response to an audio segment |
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| US10121165B1 (en) | 2011-05-10 | 2018-11-06 | Soundhound, Inc. | System and method for targeting content based on identified audio and multimedia |
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