学位論文 連続性および直交化制約付き非負値行列因子分解による楽器音響信号の解析

工藤, 僚平

2016 , 三重大学
内容記述
音楽ファイルの音響信号を自動で解析し,その曲を楽譜化する自動採譜と呼ばれる技術がある.もともとは音楽を楽譜化する能力を持たない楽器演奏者たちの支援のために考えられたものであったが,インターネット音楽配信サービスをはじめとする音楽関連のネットワークコンテンツ・デジタルコンテンツの普及とともに自動採譜技術の意義や効用は急速に拡大している.作曲・編曲支援ツール以外の具体的な応用として,楽譜情報を特徴量とし楽曲の検索や推薦システムや,WAV フォーマットのデータからMIDIフォーマットのデータへの変換が可能になることにより,情報量の削減が図られ,効率的なストリーミング再生が可能となるなどが考えられる.自動採譜は音楽音響信号から音高(ド,レ,ミ…)を推定する音高推定が重要なプロセスの一つとなるが,音高推定は単一の音高のみでなく,多重音(和音)が入っている場合も考慮しなければならない.ドミソといった一般的な和音は,各音高のそれぞれの周波数成分が異なるため,推定が容易である.しかし,ドとその1オクターブ上のドが同時に発音されるような和音(同一音名和音)に関しては,周波数成分が完全に重複するため単音と区別がつかず,本来和音であるものが単音だと認識される誤推定が起こり得る.自動採譜の強力なアプローチの一つとして非負値行列因子分解(NMF)と呼ばれる解析手法があるが,楽器音スペクトルの非定常性に対応できないことや高い自由度を持つモデルを扱うといったことが原因となり,局所解に陥ってしまうため,同一音名和音を上手く推定できないという問題点が存在する.そこで本研究では,同一音名和音が正しく推定されるように同一音名のアクティベーションの直交化制約と連続性制約を取り入れた拡張NMF を提案した.実験として,提案したNMF と通常のNMF,自動採譜においてよく利用されるスパース制約付きNMFの3つの手法で性能評価実験を行った.単一の楽器のみからなる楽器音響信号を解析対象とし,楽器はアコースティックギターとピアノの2種類について実験を行った.単音及び同一音名和音の音高推定実験の結果,アコースティックギターにおいて正解率が約10% 向上し,提案法の有効性を確認することができた.
三重大学大学院 工学研究科 博士前期課程 情報工学専攻
本文を読む

http://miuse.mie-u.ac.jp/bitstream/10076/15378/1/2015M230.pdf

このアイテムのアクセス数:  回

その他の情報