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JP2604402B2 - Automatic music transcription method and device - Google Patents
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JP2604402B2 - Automatic music transcription method and device - Google Patents

Automatic music transcription method and device

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JP2604402B2
JP2604402B2 JP63046115A JP4611588A JP2604402B2 JP 2604402 B2 JP2604402 B2 JP 2604402B2 JP 63046115 A JP63046115 A JP 63046115A JP 4611588 A JP4611588 A JP 4611588A JP 2604402 B2 JP2604402 B2 JP 2604402B2
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power information
segmentation
segment
information
pitch
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洋典 高島
正樹 藤本
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、歌唱音声やハミング音声や楽器音等の音響
信号から楽譜データを作成する自動採譜方法及び装置に
関し、特に、パワー情報に基づいて音響信号を同一音程
とみなせる区間に区分するセグメンテーション処理に関
するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic music transcription method and apparatus for creating musical score data from acoustic signals such as singing voices, humming voices, and instrument sounds, and more particularly, to a method and apparatus based on power information. The present invention relates to a segmentation process for dividing an audio signal into sections that can be regarded as having the same pitch.

[従来の技術] 歌唱音声やハミング音声や楽器音等の音響信号を楽譜
データに変換する自動採譜方式においては、音響信号か
ら楽譜としての基本的な情報である音長、音程、調、拍
子及びテンポを検出することを有する。
[Prior Art] In an automatic transcription system for converting an acoustic signal such as a singing voice, a humming voice, or a musical instrument sound into musical score data, a sound length, a pitch, a key, a time signature, and the like, which are basic information as a musical score from an acoustic signal. Detecting the tempo.

ところで、音響信号は基本波形の繰返し波形を連続的
に含む信号であるだけであり、上述した各情報を直ちに
得ることはできない。
By the way, an acoustic signal is only a signal that continuously includes a repetitive waveform of a basic waveform, and the above-described information cannot be obtained immediately.

そこで、従来の自動採譜方式においては、まず、音響
信号の音高を表す基本波形を繰返し情報(以下、ピッチ
情報と呼ぶ)及びパワー情報を分析周期毎に抽出し、そ
の後、少なくとも抽出されたパワー情報から音響信号を
同一音程とみなせる区間(セグメント)に区分し(かか
る処理をセグメンテーションと呼ぶ)、次いで、セグメ
ントのピッチ情報から各セグメントの音響信号の音程を
絶対音程軸にそった音程に同定し、ピッチ情報の音程軸
周りの分布状況に基づいて音響信号の調を決定し、さら
に、セグメントに基づいて音響信号の拍子及びテンポを
決定するという順序で各情報を得ていた。
Therefore, in the conventional automatic transcription system, first, a basic waveform representing a pitch of an acoustic signal is repeatedly extracted (hereinafter, referred to as pitch information) and power information is extracted for each analysis cycle. Based on the information, the sound signal is divided into sections (segments) that can be regarded as the same pitch (this processing is called segmentation). Then, from the pitch information of the segment, the pitch of the sound signal of each segment is identified as a pitch along the absolute pitch axis. Each information is obtained in the order of determining the tone of the acoustic signal based on the distribution of the pitch information around the pitch axis, and further determining the beat and tempo of the acoustic signal based on the segment.

従って、音程、拍子、テンポ等は、セグメント(音
長)に基づき決定されるので、セグメンテーション処理
は、特に楽譜データを作成する上で重要なものとなって
いる。
Therefore, the interval, time signature, tempo, and the like are determined based on the segment (tone length), and thus the segmentation processing is particularly important in creating musical score data.

[発明が解決しようとする課題] このように、セグメンテーションは楽譜データを作成
する上で重要な要素であり、セグメンテーションの精度
が低いと、最終的に得られる楽譜データの度も著しく低
くなるので、ピッチ情報に基づくセグメンテーション結
果及びパワー情報に基づくセグメンテーション結果の両
者から最終的にセグメンテーションを行なう場合、また
はパワー情報から最終的なセグメンテーションを行なう
場合共に、パワー情報からのセグメンテーション処理自
体の精度も向上することが望まれる。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the segmentation is an important element in creating the score data, and if the accuracy of the segmentation is low, the degree of the score data finally obtained is also extremely low. The accuracy of the segmentation process itself from the power information should be improved both when performing the final segmentation from both the segmentation result based on the pitch information and the segmentation result based on the power information, or when performing the final segmentation based on the power information. Is desired.

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、パワ
ー情報の基づいたセグメンテーションを良好に実行する
ことができ、楽譜データの精度を向上させることのでき
る自動採譜方法及び装置を提供しようとするものであ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an automatic music transcription method and apparatus that can perform segmentation based on power information satisfactorily and improve the accuracy of music score data. Is what you do.

[課題を解決するための手段] かかる課題を解決するため、第1の本発明において
は、入力された音響信号からパワー情報を抽出する処理
と、パワー情報に基づいて音響信号を同一音程とみなせ
る区間に区分するセグメンテーション処理とを少なくと
も含み、音響信号を楽譜データに変換する自動採譜方法
において、セグメンテーション処理が、パワー情報の立
上り変化点を抽出し、この抽出された立上り変化点で音
響信号を区分し、区分された区間のうち所定長さより短
いものを前後いずれかの区間と連続させる処理でなるよ
うにした。
[Means for Solving the Problem] In order to solve the problem, according to the first aspect of the present invention, a process of extracting power information from an input audio signal, and the audio signal can be regarded as the same pitch based on the power information. A segmentation process for converting an audio signal into musical score data, wherein the segmentation process extracts a rising change point of the power information, and classifies the audio signal at the extracted rising change point. Then, a process in which a section shorter than a predetermined length in the divided sections is connected to one of the preceding and following sections is performed.

また、第2の本発明においては、入力された音響信号
からパワー情報を抽出するパワー抽出手段と、抽出され
たパワー情報から音響信号を同一音程とみなせる区間に
区分するセグメンテーション手段とを一部に備えて音響
信号を楽譜データに変換する自動採譜装置において、セ
グメンテーション手段を、パワー情報の立上り変化点を
抽出する変化点抽出部と、この抽出された立上り変化点
で音響信号を区分する区分部と、区分された区間のうち
所定長さより短いものを前後いずれかの区間と連続させ
る区間補正部とで構成した。
In the second aspect of the present invention, the power extraction means for extracting power information from the input audio signal and the segmentation means for dividing the audio signal from the extracted power information into sections that can be regarded as having the same pitch are partially included. In an automatic transcription apparatus for converting an audio signal into musical score data, a segmentation unit includes a change point extraction unit that extracts a rising change point of power information, and a division unit that separates an audio signal by the extracted rising change point. And a section correction unit for making a section shorter than a predetermined length of the divided sections continuous with any of the preceding and following sections.

[作用] 第1の本発明においては、パワー情報から同一音程と
みなせる区間に区分するにつき、音響信号は、その発生
源がいかなるものであろうと、新たな音の開始点でのパ
ワーが最大となり、その後徐々に減衰するという性質を
有することに着目し、パワー情報の立上り変化点を抽出
してその抽出変化点で音響信号を区分するようにした。
さらに、ノイズやパワーの揺らぎ等によるセグメンテー
ションミスを排除するように所定長さより短い区間を単
独の区間とせずに前後いずれかの区間につなげて一つの
区間とするようにした。
[Operation] In the first aspect of the present invention, when the sound information is divided into sections that can be regarded as having the same pitch based on the power information, the sound signal has the maximum power at the start point of a new sound regardless of the source of the sound signal. Paying attention to the fact that the power information gradually attenuates thereafter, a rising change point of the power information is extracted, and the audio signal is classified based on the extracted change point.
Further, in order to eliminate a segmentation error due to noise, power fluctuation, or the like, a section shorter than a predetermined length is not a single section but is connected to one of the preceding and following sections to form one section.

また、第2の本発明は、パワー情報から同一音程とみ
なせる区間にセグメンテーション手段によって区分する
につき、同様にパワー情報の変化の仕方に着目してパワ
ー情報の立上り変化点を変化点抽出部によって抽出して
区分部によってその抽出変化点で音響信号を区分するよ
うにした。さらに、ノイズやパワーの揺らぎ等によるセ
グメンテーションミスを排除するように、区間補正部に
よって所定長さより短い区間を単独の区間とせずに前後
いずれの区間につなげつて一つの区間とするようにし
た。
Further, according to the second aspect of the present invention, when the power information is divided into sections which can be regarded as the same pitch by the segmentation means, the rising change point of the power information is similarly extracted by the change point extracting unit by paying attention to the way of changing the power information. Then, the sound signal is divided at the extracted change point by the dividing section. Further, in order to eliminate a segmentation error due to noise, power fluctuation, or the like, the section shorter than the predetermined length is not divided into a single section by the section correction unit, but is connected to any of the preceding and following sections to form one section.

[実施例] 以下、本発明の一実施令を図面を参照しながら詳述す
る。
[Embodiment] One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

自動採譜方式 まず、本発明が適用される自動採譜方式について説明
する。
Automatic transcription system First, an automatic transcription system to which the present invention is applied will be described.

第4図において、中央処理ユニット(CPU)1は、当
該装置の全体を制御するものであり、バス2を介して接
続されている主記憶装置3に格納されている第5図に示
す採譜処理プログラムを実行するものである。バス2に
は、CPU1及び主記憶装置3に加えて、入力装置としての
キーボード4、出力装置としての表示装置5、ワーキン
グメモリとして用いられる補助記憶装置6及びアナログ
/デジタル変換器7が接続されている。
In FIG. 4, a central processing unit (CPU) 1 controls the whole of the apparatus, and performs a transcription process shown in FIG. 5 stored in a main storage device 3 connected via a bus 2. Execute the program. In addition to the CPU 1 and the main storage device 3, a keyboard 4 as an input device, a display device 5 as an output device, an auxiliary storage device 6 used as a working memory, and an analog / digital converter 7 are connected to the bus 2. I have.

アナログ/デジタル変換器7には、例えば、マイクロ
フォンでなる音響信号入力装置8が接続されている。こ
の音響信号入力装置8は、ユーザによって発声された歌
唱やハミングや、楽器から発生された楽音等の音響信号
を捕捉して電気信号に変換するものであり、その電気信
号をアナログ/デジタル変換器7に出力するものであ
る。
An audio signal input device 8 including, for example, a microphone is connected to the analog / digital converter 7. The acoustic signal input device 8 captures an acoustic signal such as singing or humming uttered by a user or a musical tone generated from a musical instrument and converts the signal into an electric signal, and converts the electric signal into an analog / digital converter. 7 is output.

CPU1は、キーボード入力装置4によって処理が指令さ
れたとき、当該採譜処理を開始し、主記憶装置3に格納
されているプログラムを実行してアナログ/デジタル変
換器7によってデジタル信号に変換された音響信号を一
旦補助記憶装置6に格納し、その後、これら音響信号を
上述のプログラムを実行して楽譜データに変換して必要
に応じて表示装置5に出力するようになされている。
When a process is instructed by the keyboard input device 4, the CPU 1 starts the transcription process, executes a program stored in the main storage device 3, and converts the sound converted into a digital signal by the analog / digital converter 7. The signals are temporarily stored in the auxiliary storage device 6, and thereafter, these sound signals are converted into musical score data by executing the above-described program and output to the display device 5 as necessary.

次に、CPU1が実行する音響信号を取り込んだ後の採譜
処理を第5図の機能レベルで示すフローチャートに従っ
て詳述する。
Next, the music transcription process performed by the CPU 1 after capturing the audio signal will be described in detail with reference to the flowchart shown in the functional level of FIG.

まず、CPU1は、音響信号を自己相関分析して分析周期
毎に音響信号のピッチ情報を抽出し、また2乗和処理し
て分析周期毎にパワー情報を抽出し、その後ノイズ除去
や平滑化処理等の後処理を実行する(ステップSP1、SP
2)。その後、CPU1は、ピッチ情報については、絶対音
程軸に対する音響信号が有する音程軸のずれ量を算出
し、得られたピッチ情報をそのずれ量に応じてシフトさ
せるチューニング処理を実行する(ステップSP3)。す
なわち、音響信号を発生した歌唱者または楽器の音程軸
と絶対音程軸との差が小さくなるようにピッチ情報を修
正する。
First, the CPU 1 performs an autocorrelation analysis of the acoustic signal to extract pitch information of the acoustic signal at each analysis cycle, and also performs a sum-of-squares process to extract power information at each analysis cycle, and then performs noise removal and smoothing processing. And other post-processing (steps SP1, SP
2). Thereafter, for the pitch information, the CPU 1 calculates a shift amount of the pitch axis of the acoustic signal with respect to the absolute pitch axis, and executes a tuning process of shifting the obtained pitch information according to the shift amount (step SP3). . That is, the pitch information is corrected so that the difference between the pitch axis of the singer or the musical instrument that generated the acoustic signal and the absolute pitch axis becomes smaller.

次いで、CPU1は、得られたピッチ情報が同一音程を指
示するものと考えられるピッチ情報の連続期間を得て、
音響信号を1音ごとのセグメントに切り分けるセグメン
テーションを実行し、また、得られたパワー情報の変化
に基づいてセグメンテーションを実行する(ステップSP
4、SP5)。これら得られた両者のセグメント情報に基づ
いて、CPU1は、4分音符や8分音符等の時間長に相当す
る基準長を算出してこの基準長に基づいて再度セグメン
テーションを実行する(ステップSP6)。
Next, the CPU 1 obtains a continuous period of pitch information in which the obtained pitch information is considered to indicate the same pitch,
A segmentation is performed to divide the acoustic signal into segments for each sound, and a segmentation is performed based on the obtained change in the power information (step SP
4, SP5). Based on these two pieces of segment information obtained, the CPU 1 calculates a reference length corresponding to a time length of a quarter note, an eighth note, etc., and executes the segmentation again based on this reference length (step SP6). .

CPU1は、このようにしてセグメンテーションされたセ
グメントのピッシ情報に基づきそのピッチ情報が最も近
いと判断できる絶対音程軸上の音程にそのセグメントの
音程を同定し、さらに、同定された連続するセグメント
の音程が同一か否かに基づいて再度セグメンテーション
を実行する(ステップSP7、SP8)。
The CPU 1 identifies the pitch of the segment as the pitch on the absolute pitch axis for which it is possible to determine that the pitch information is closest based on the push information of the segment thus segmented, and further identifies the interval of the identified continuous segment. Segmentation is again performed based on whether or not are the same (steps SP7 and SP8).

その後、CPU1は、チューニング後のピッチ情報を音程
軸に沿って集計して得た音程の出現頻度と、調に応じて
定まる所定の重み付け係数との積和を求めてこの積和の
最大情報に基づいて、例えば、ハ長調やイ短調というよ
うに入力音響信号の楽曲の調を決定し、決定された調の
音階における所定の音程についてその音程をピッチ情報
について見直して音程を確認、修正する(ステップSP
9、SP10)。次いで、CPU1は、最終的に決定された音程
から連続するセグメントについて同一なものがあるか否
か、また連続するセグメント間でのパワーの変化がある
か否かに基づいてセグメンテーションの見直しを実行
し、最終的なセグメンテーションを行なう(ステップSP
11)。
Thereafter, the CPU 1 obtains a product sum of the frequency of occurrence of the pitch obtained by summing the pitch information after tuning along the pitch axis and a predetermined weighting coefficient determined according to the key, and obtains the maximum information of the product sum. On the basis of this, for example, the key of the music of the input sound signal is determined, such as C major or A minor, and the predetermined pitch in the scale of the determined key is reviewed with respect to the pitch information to confirm and correct the pitch ( Step SP
9, SP10). Next, the CPU 1 executes a review of the segmentation based on whether or not there is the same continuous segment from the finally determined pitch, and whether or not there is a change in power between the consecutive segments. , Perform the final segmentation (step SP
11).

このようにして音程及びセグメントが決定されると、
CPU1は、楽曲は1拍目から始まる、フレーズの最後の音
は次の小節にまたがらない、小節ごとに切れ目がある等
の観点から小節を抽出し、この小節情報及びセグメンテ
ーション情報から拍子を決定し、この決定された拍子情
報及び小節の長さからテンポを決定する(ステップSP1
2、SP13)。
Once the pitch and segment are determined in this way,
The CPU 1 extracts measures from the viewpoint that the music starts from the first beat, the last sound of the phrase does not extend to the next measure, and there is a break in each measure, and determines the time signature from the measure information and the segmentation information. The tempo is determined from the determined time signature information and the length of the bar (step SP1).
2, SP13).

そして、CPU1は決定された音程、音長、調、拍子及び
テンポの情報を整理して最終的に楽譜データを作成する
(ステップSP14)。
Then, the CPU 1 organizes the information on the determined pitch, pitch, key, beat, and tempo to finally create the musical score data (step SP14).

パワー情報に基づくセグメンテーション 次に、このような自動採譜方式におけるパワー情報に
基づくセグメンテーション処理(ステップSP5参照)に
ついて、第1図及び第2図のフローチャートを用いて詳
述する。なお、第1図はかかる処理を機能レベルで示す
フローチャートであり、第2図は第1図をより詳細に示
すフローチャートである。
Segmentation Based on Power Information Next, a segmentation process based on power information in such an automatic transcription system (see step SP5) will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing such processing at a functional level, and FIG. 2 is a flowchart showing FIG. 1 in more detail.

また、音響信号のパワー情報としては、分析周期内の
各サンプリング点について音響信号を2乗し、これら2
乗値の総和をその分析周期におけるパワー情報として用
いている。
As power information of the acoustic signal, the acoustic signal is squared at each sampling point in the analysis cycle, and
The sum of the power values is used as power information in the analysis cycle.

まず、CPU1は各分析点についてそのパワー情報の変化
関数を演算し、その関数に基づいてパワー情報の立上り
を抽出してその立上りの分析点にセグメント開始の印を
付す(ステップSP20、21)。
First, the CPU 1 calculates a change function of the power information for each analysis point, extracts a rise of the power information based on the function, and marks the start analysis point as a segment start (steps SP20 and SP21).

なお、このようにパワー情報の立上りを抽出して、セ
グメンテーションを実行するようにしたのは、音響信号
は音程を変えた場合、新たな音の開始点でそのパワーが
最も大きくなり、その後徐々に減衰していく性質を有す
るためである。
The reason for performing the segmentation by extracting the rising edge of the power information in this manner is that when the pitch of the sound signal is changed, the power becomes the largest at the start point of a new sound, and then gradually. This is because it has a property of attenuating.

その後、CPU1はセグメントの開始点から次のセグメン
トの開始点までの長さ、すなわちセグメント長を測定
し、セグメント長が不十分なセグメントは除去してその
区間を前後のセグメントにつなげる(ステップSP22、2
3)。
Thereafter, the CPU 1 measures the length from the start point of the segment to the start point of the next segment, that is, the segment length, removes the segment having an insufficient segment length, and connects the section to the preceding and succeeding segments (step SP22, Two
3).

このようにセグメントの長さが短い場合には、セグメ
ントとして取り扱わないようにしたのは、音響信号の場
合、パワー情報に揺らぐことがあり、また、ノイズが混
入されていることがあり、例えば歌唱者が同一音を意図
している場合にもパワー変化の峰が複数個生じる場合が
あり、この複数の峰によるセグメンテーションミスを防
止するためである。
When the length of the segment is short, it is not treated as a segment. In the case of an audio signal, the power information may fluctuate, and noise may be mixed. Even when the user intends the same sound, a plurality of peaks of the power change may occur, and this is to prevent a segmentation error due to the plurality of peaks.

かくして、パワー情報の立上り情報いに基づいた、し
かもセグメント長を考慮したセグメンテーションを実行
することができる。
Thus, it is possible to execute the segmentation based on the rising information of the power information and in consideration of the segment length.

次に、かかる処理を第2図に基づいてさらに詳述す
る。
Next, such processing will be described in more detail with reference to FIG.

CPU1は、まず分析点パラメータtを0クリアした後、
処理すべき分析点のデータが終了していないことを確認
してその分析点tについて、その点のパワー情報P
(t)及びそれよりk個だけ進んだ分析点t+kのパワ
ー情報P(t+k)に基づいて次式 d(t)={P(t+k)−P(t)} ÷{P(t+k)+P(t)} …(1) に示すパワー情報の変化関数(以降の処理で立上り抽出
に利用するので、以下、立上り抽出関数と呼ぶ)d
(t)を演算する(ステップSP30〜32)。なお、kはパ
ワー情報の変化をとらえるのに好適な適当な時間差に選
定する。
CPU1 first clears the analysis point parameter t to 0,
After confirming that the data of the analysis point to be processed has not been completed, the power information P of the analysis point t is determined.
D (t) = {P (t + k) -P (t)} P (t + k) + P (P) t)} A change function of the power information shown in (1) (hereinafter, referred to as a rising extraction function because it is used for extraction of a rising edge in the subsequent processing) d
(T) is calculated (steps SP30 to SP32). Note that k is selected to be an appropriate time difference suitable for capturing a change in power information.

その後、CPU1はその分析点tにおける立上り抽出関数
d(t)が閾値θd以上か否かを判断し、閾値θdより
小さくて肯定結果を得ると、パラメータtをインクリメ
ントして上述のステップSP31に戻る(ステップSP33〜3
4)。
Thereafter, the CPU 1 determines whether or not the rising extraction function d (t) at the analysis point t is equal to or larger than the threshold value θd. If the result is smaller than the threshold value θd and a positive result is obtained, the parameter t is incremented and the process returns to step SP31. (Step SP33-3
Four).

かかる処理を繰返すことにより、CPU1は、やがて立上
り抽出関数d(t)が閾値θd以上に変化した直後の分
析点を見出し、ステップSP33において否定結果を得る。
このとき、CPU1はセグメント開始の印を付した後、処理
すべき分析点のデータが終了していないことを確認して
その分析点tについて、その点のパワー情報P(t)及
びそれよりk個だけ進んだ分析点t+kのパワー情報P
(t+k)に基づいて再度パワー情報の立上り抽出関数
d(t)を演算する(ステップSP35〜37)。
By repeating such processing, the CPU 1 eventually finds an analysis point immediately after the rising extraction function d (t) has changed to the threshold value θd or more, and obtains a negative result in step SP33.
At this time, after marking the start of the segment, the CPU 1 confirms that the data of the analysis point to be processed has not been completed, and for that analysis point t, the power information P (t) of that point and k Power information P of analysis point t + k advanced by only
A rising extraction function d (t) of the power information is calculated again based on (t + k) (steps SP35 to SP37).

その後、CPU1はその分析点tにおける立上り抽出関数
d(t)が閾値θdより小さいか否かを判断し、閾値θ
d以上であって否定結果を得ると、分析点パラメータt
をインクリメントして上述のステップSP36に戻る(ステ
ップSP38〜39)。これに対して、閾値θdより小さくな
ってステップSP38において肯定結果を得ると、上述した
ステップSP31に戻って次に立上り抽出関数d(t)が閾
値θd以上に変化した直後の分析点の抽出処理に進む。
Thereafter, the CPU 1 determines whether or not the rising extraction function d (t) at the analysis point t is smaller than the threshold θd,
If the result is not less than d and a negative result is obtained, the analysis point parameter t
Is incremented, and the process returns to the above-mentioned step SP36 (steps SP38 to SP39). On the other hand, if the result is smaller than the threshold value θd and a positive result is obtained in step SP38, the process returns to step SP31 to extract the analysis point immediately after the next rising extraction function d (t) has changed to the threshold value θd or more. Proceed to.

このような処理を繰返すことによりパワー情報の立上
り時の全ての分析点にセグメントの開始の印が付され、
やがて、全てのパワー情報について処理が終了し、ステ
ップSP31またはSP36において肯定結果が得られ、ステッ
プSP40以降のセグメントの見直し処理に進む。
By repeating such processing, all the analysis points at the time of rising of the power information are marked with the start of the segment,
Eventually, the process is completed for all the power information, a positive result is obtained in step SP31 or SP36, and the process proceeds to the segment review process after step SP40.

セグメントの見直し処理として、CPU1は、まずパラメ
ータtを0クリアした後、処理すべき分析点データが終
了していないことを確認してセグメント開始の印がその
分析点tについて付されているか否かを判別する(ステ
ップSP40〜42)。CPU1は印が付されておらず否定結果を
得ると、パラメータtをインクリメントして上述のステ
ップSP41に戻る(ステップSP43)。かかる処理を繰返す
ことにより、やがて、印が付されている分析点となり、
ステップSP42において肯定結果が得られる。
As the segment review processing, the CPU 1 first clears the parameter t to 0, confirms that the analysis point data to be processed has not ended, and determines whether a segment start mark has been added to the analysis point t. Is determined (steps SP40 to SP42). If the CPU 1 obtains a negative result without the mark, the CPU 1 increments the parameter t and returns to the above-mentioned step SP41 (step SP43). By repeating such a process, the analysis point marked with is eventually obtained.
A positive result is obtained in step SP42.

このとき、CPU1は長さパラメータLとして1をセット
し、パラメータtをインクリメントした後、処理すべき
分析点データが終了していないことを確認してセグメン
ト開始の印がその分析点tについて付されているか否か
を判別する(ステップSP44〜47)。処理中の分析点に印
が付されておらず否定結果を得ると、CPU1は長さパラメ
ータL及び分析点パラメータtを共にインクリメントし
て上述のステップSP46に戻る(ステップSP48、49)。
At this time, the CPU 1 sets 1 as the length parameter L, increments the parameter t, confirms that the analysis point data to be processed has not ended, and attaches a segment start mark to the analysis point t. It is determined whether or not it has been performed (steps SP44 to SP47). If the analysis point being processed is not marked and a negative result is obtained, the CPU 1 increments both the length parameter L and the analysis point parameter t, and returns to step SP46 (steps SP48 and SP49).

かかる処理を繰返すことにより、やがて、次にセグメ
ント開始の印が付されている分析点となり、ステップSP
47で肯定結果が得られる。このときの長さパラメータL
は、印が付されている処理対象の分析点とその直前の印
が付されている分析点との距離に相当し、すなわち、セ
グメントの長さに相当している。CPU1はステップSP47で
肯定結果が得られると、このパラメータL(セグメント
長)が閾値θLより短いか否かを判断し、閾値θL以上
の場合には、セグメント開始の印を取ることなく、上述
のステップSP41に戻り、閾値θLより小さい場合には、
前側のセグメント開始の印を取り去って、すなわちこの
セグメントを前側のセグメントとつなげて上述のステッ
プSP41に戻る(ステップSP50、51)。
By repeating this processing, the analysis point marked as the start of the segment is eventually obtained, and the processing is started at step SP.
A positive result is obtained at 47. The length parameter L at this time
Corresponds to the distance between the analysis point to be processed marked and the analysis point marked immediately before it, that is, to the length of the segment. If an affirmative result is obtained in step SP47, the CPU 1 determines whether or not the parameter L (segment length) is shorter than the threshold value θL. Returning to step SP41, if smaller than the threshold value θL,
The mark of the start of the front segment is removed, that is, this segment is connected to the front segment, and the process returns to step SP41 (steps SP50 and SP51).

なお、ステップSP50または51からステップSP41に戻っ
た場合には、データが終了していないと、ステップSP42
で直ちに肯定結果が得られてステップSP44以降の処理に
進み、今見付かったばかりの印の次の印を捜す動作に移
行することになり、上述と同様にして次の印を見出だし
てセグメント長の見直しを実行する。
When returning to step SP41 from step SP50 or 51, if the data has not been completed, step SP42
In step SP44, a positive result is obtained immediately, and the process proceeds to the processing after step SP44, and the operation shifts to an operation of searching for a mark next to the mark just found, finding the next mark in the same manner as described above, and determining the segment length. Perform a review.

このような動作を繰返すことにより、全てのセグメン
ト長の見直しが終了し、やがてステップSP41で肯定結果
が得られて当該処理終了させる。
By repeating such an operation, the review of all segment lengths is completed, and a positive result is obtained in step SP41, and the process is terminated.

第3図はパワー情報P(t)の時間変化及び立上り抽
出関数d(t)の時間変化の一例を示すものであり、こ
の例の場合には、第1図のステップSP39までの処理では
セグメントS1、S2…SNに区分される。しかし、ステップ
SP40以降の処理を実行することにより、長さの短いセグ
メントS4は排除され、セグメントS3及びセグメントS4が
一つのセグメントS34とされる。
FIG. 3 shows an example of a time change of the power information P (t) and a time change of the rising extraction function d (t). In this example, the segment up to step SP39 in FIG. S1, S2... SN are classified. But step
By executing the processing after SP40, the short segment S4 is eliminated, and the segment S3 and the segment S4 are made into one segment S34.

従って、上述の実施例によれば、パワー情報の立上り
を抽出してその立上りでセグメンテーションを実行する
ようにしたので、音の開始点で区分することのできる精
度の高いセグメンテーションを実行することができ、ま
た、セグメント長により見直しを実行しているので、パ
ワー情報にノイズや揺らぎがある場合にも、その影響を
受けることなくセグメンテーションを実行することがで
きる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the rising edge of the power information is extracted and the segmentation is performed at the rising edge. Therefore, it is possible to execute the high-precision segmentation that can be divided at the start point of the sound. In addition, since the review is performed based on the segment length, even when the power information has noise or fluctuation, the segmentation can be performed without being affected by the noise or fluctuation.

他の実施例 なお、上述の実施例においては、パワー情報として音
響信号の2乗和を用いたものを示したが、他のパラメー
タを用いても良い。例えば、2乗和の平行根を用いても
良い。
Other Embodiments In the above-described embodiment, the power information is obtained by using the sum of squares of the audio signal. However, other parameters may be used. For example, a parallel root of the sum of squares may be used.

また、上述の実施例においては、立上りを抽出する関
数として(1)式に示すものを適用したが、他の関数を
適用するようにしても良い。例えば、分母を固定した微
分関数を適用しても良い。
Further, in the above-described embodiment, the function shown in Expression (1) is applied as the function for extracting the rising edge, but another function may be applied. For example, a differential function with a fixed denominator may be applied.

さらに、上述の実施例においては、セグメント長が不
十分なセグメントを直前のセグメントにつなげるものを
示したが、直後のセグメントにつなげるようにしても良
く、また、直前のセグメントが休符区間以外では直前の
セグメントにつなげ、休符区間であれば直後のセグメン
トにつなげるようにしても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the segment having an insufficient segment length is connected to the immediately preceding segment. However, the segment may be connected to the immediately following segment. It may be connected to the immediately preceding segment, and if it is a rest section, connected to the immediately following segment.

さらに、上述の実施例においては、第5図に示す全て
の処理をCPU1が主記憶装置3に格納されているプログラ
ムに従って実行するものを示したが、その一部または全
部の処理をハードウェア構成で実行するようにしても良
い。例えば、第4図との対応部分に同一符号を付した第
6図に示すように、音響信号入力装置8からの音響信号
を増幅回路10を介して増幅した後、さらに前置フィルタ
11を介してアナログ/デジル変換器12に与えてデジタル
信号に変換し、このデジタル信号に変換された音響信号
を信号処理プロセッサ13が自己相関分析してピッチ情報
を抽出し、また2乗和処理してパワー情報を抽出してCP
U1によるソフトウェア処理系に与えるようにしても良
い。このようなハードウェア構成(10〜13)に用いられ
る信号処理プロセッサ13としては、音声帯域の信号をリ
アルタイム処理し得ると共に、ホストのCPU1とのインタ
フェース信号が用意されているプロセッサ(例えば、日
本電気株式会社製μPD7720)を適用し得る。
Further, in the above-described embodiment, the CPU 1 executes all the processing shown in FIG. 5 according to the program stored in the main storage device 3, but a part or all of the processing is performed by a hardware configuration. May be executed. For example, as shown in FIG. 6 in which the same reference numerals are given to the corresponding parts in FIG. 4, the audio signal from the audio signal input device 8 is amplified through the amplifier circuit 10, and then the pre-filter is added.
The digital signal is supplied to an analog / digital converter 12 via an analog-to-digital converter 12, and is converted into a digital signal. To extract power information and CP
It may be provided to a software processing system by U1. As the signal processor 13 used in such a hardware configuration (10 to 13), a processor capable of processing a signal in a voice band in real time and providing an interface signal with a host CPU 1 (for example, NEC Corporation) Co., Ltd. μPD7720) can be applied.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、パワー情報の立上り
を抽出してその立上りでセグメンテーションを実行し、
また、セグメント長を考慮してセグメントを補正するよ
うにしたので、音の開始点で区分することのできる精度
の高いセグメンテーションを実行することができ、パワ
ー情報にノイズや揺らぎがある場合にも、その影響を受
けることなくセグメンテーションを実行することがで
き、セグメンテーション結果を利用する音程同定処理等
の以降の処理を良好に実行させることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the rising edge of the power information is extracted and the segmentation is executed at the rising edge.
In addition, since the segment is corrected in consideration of the segment length, highly accurate segmentation that can be segmented at the start point of the sound can be performed, and even when the power information has noise or fluctuation, The segmentation can be executed without being affected by the influence, and the subsequent processes such as the pitch identification process using the segmentation result can be favorably executed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図及び第2図は本発明の一実施例にかかるパワー情
報に基づくセグメンテーション処理を示すフローチャー
ト、第3図はパワー情報及び立上り抽出関数の経時変化
をセグメンテーション結果と共に示す特性曲線図、第4
図は本発明を適用する自動採譜方式の構成を示すブロッ
ク図、第5図はその自動採譜処理手順を示すフローチャ
ート、第6図は自動採譜方式の他の構成を示すブロック
図である。 1……CPU、3……主記憶装置、6……補助記憶装置、
7……アナログ/デジタル変換器、8……音響信号入力
装置。
FIGS. 1 and 2 are flowcharts showing a segmentation process based on power information according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing temporal changes of power information and a rising extraction function together with a segmentation result.
Fig. 5 is a block diagram showing a configuration of an automatic transcription system to which the present invention is applied, Fig. 5 is a flowchart showing an automatic transcription process, and Fig. 6 is a block diagram showing another configuration of the automatic transcription system. 1 ... CPU, 3 ... main storage device, 6 ... auxiliary storage device,
7 ... A / D converter, 8 ... Acoustic signal input device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 正樹 東京都港区芝5丁目7番15号 日本電気 技術情報システム開発株式会社内 (72)発明者 水野 正典 東京都港区芝5丁目7番15号 日本電気 技術情報システム開発株式会社内 審査官 新井 重雄 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaki Fujimoto 5-7-15 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Technical Information System Development Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Mizuno 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo No. 15 Examiner, NEC Technical Information Systems Development Co., Ltd. Shigeo Arai

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力された音響信号からパワー情報を抽出
する処理と、上記パワー情報に基づいて上記音響信号を
同一音程とみなせる区間に区分するセグメンテーション
処理と少なくとも含み、上記音響信号を楽譜データに変
換する自動採譜方法において、 上記セグメンテーション処理が、 上記パワー情報の立上り変化点を抽出し、この抽出され
た立上り変化点で上記音響信号を区分し、区分された区
間のうち所定長さより短いものを前後いずれかの区間と
連続させる処理でなることを特徴とする自動採譜方法。
1. A method for extracting power information from an input audio signal, and a segmentation process for dividing the audio signal into sections that can be regarded as having the same pitch based on the power information. In the automatic transcription method for converting, the segmentation process extracts a rising change point of the power information, divides the sound signal by the extracted rising change point, and divides the section into segments that are shorter than a predetermined length. An automatic music transcription method characterized by a process of making it continuous with any one of the preceding and following sections.
【請求項2】入力された音響信号からパワー情報を抽出
するパワー抽出手段と、抽出されたパワー情報から上記
音響信号を同一音程とみなせる区間に区分するセグメン
テーション手段とを一部に備えて上記音響信号を楽譜デ
ータに変換する自動採譜装置において、 上記セグメンテーション手段が、 上記パワー情報の立上り変化点を抽出する変化点抽出部
と、この抽出された立上り変化点で上記音響信号を区分
する区分部と、区分された区間のうち所定長さより短い
ものを前後いずれかの区間と連続させる区間補正部とで
なることを特徴とする自動採譜装置。
2. The sound processing apparatus according to claim 1, further comprising: power extraction means for extracting power information from the input audio signal; and segmentation means for dividing the audio signal into sections that can be regarded as having the same pitch based on the extracted power information. In an automatic transcription apparatus for converting a signal into musical score data, the segmentation means includes: a change point extraction unit that extracts a rising change point of the power information; and a division unit that separates the acoustic signal by the extracted rising change point. An automatic music transcription apparatus, comprising: a section correction unit that connects a section shorter than a predetermined length to one of the preceding and following sections among the divided sections.
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