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JP3376866B2 - Music control device and storage medium - Google Patents
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JP3376866B2 - Music control device and storage medium - Google Patents

Music control device and storage medium

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JP3376866B2
JP3376866B2 JP21006697A JP21006697A JP3376866B2 JP 3376866 B2 JP3376866 B2 JP 3376866B2 JP 21006697 A JP21006697 A JP 21006697A JP 21006697 A JP21006697 A JP 21006697A JP 3376866 B2 JP3376866 B2 JP 3376866B2
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beat
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person
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動演奏されてい
る音楽の所定の音楽要素を制御する音楽制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a music control device for controlling a predetermined music element of music that is being automatically played.

【0002】[0002]

【従来の技術】指揮動作等の人の動作を判定して、自動
演奏されている音楽のテンポやダイナミクス等を制御す
る音楽制御装置は、従来より知られている。
2. Description of the Related Art A music control device for determining a human motion such as a command motion to control the tempo and dynamics of automatically played music has been known.

【0003】かかる従来の音楽制御装置は、たとえば所
定のセンサ等を備えた指揮棒をユーザが振ることによっ
て得られた信号出力から、ユーザが指示した拍打タイミ
ングやダイナミクス等を判定し、その判定結果に基づい
て音楽制御を行っている。
Such a conventional music control device determines the beat timing, dynamics and the like designated by the user from the signal output obtained by the user swinging a baton equipped with a predetermined sensor or the like, and the determination result. Music control based on.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の音楽制御装置では、認識対象が少ない場合における
動作の認識率は高いものの、たとえば、拍打のタイミン
グ、拍打の種類(3つ振りの2拍目等)、ダイナミクス
など、認識対象が多くなって様々な要素を認識して音楽
の表現力を向上させようとしたときには、ユーザが意図
したようには認識されないこともあった。
However, in the above-mentioned conventional music control device, although the recognition rate of the motion is high when the recognition target is small, for example, the timing of the beat, the type of the beat (the second beat of three beats). Etc.), when the number of objects to be recognized such as dynamics is increased and various elements are recognized to try to improve the expressive power of music, the user may not be recognized as intended.

【0005】これは、人の動作は、同じ意図であって
も、その前後の脈略や、その人の個性によって異なり、
上記従来の音楽装置では、その点まで考慮していないか
らである。
This is because even if the person's movement has the same intention, it varies depending on the rhythm before and after that and the person's individuality.
This is because the above conventional music apparatus does not take that point into consideration.

【0006】本発明は、この点に着目してなされたもの
であり、認識対象が多い場合にも認識率を向上させ、こ
れにより、音楽の表現力をさらに向上させることが可能
な音楽制御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of this point, and it is possible to improve the recognition rate even when there are many objects to be recognized, thereby further improving the expressive power of music. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の音楽制御装置は、人の動作に基づいて発生
された信号から、人の動作候補認識する動作認識手段
と、音楽を自動演奏する自動演奏手段と、該演奏される
音楽から所定の音楽要素を抽出する音楽要素抽出手段
と、該抽出された音楽要素および前記動作認識手段によ
る認識結果に基づいて、ファジィ推論により、当該人の
動作を判定するファジィ判定手段とを有することを特徴
とする。
In order to achieve the above object, the music control device of the present invention is generated based on human motion.
From signal, a motion recognition means for recognizing the motion candidates of human, and automatic performance means for automatically playing music, and music element extracting means for extracting a predetermined musical element from the music to be the playing issued extract According to the music element and the motion recognition means
That based on the recognition result by the fuzzy inference, and having a fuzzy determining means for determining the behavior of the person.

【0008】これにより、自動演奏される音楽から抽出
された音楽要素および認識された人の動作候補に基づい
て、ファジィ推論により、前記認識された人の動作候補
が判定されるので、認識対象が多い場合にも認識率が向
上し、これにより、音楽の表現力をさらに向上させるこ
とができる。
[0008] Thus, based on the operation candidate who is the musically elements and recognition extracted from the music to be automatically played, the fuzzy inference, because the recognized human motion candidates <br/> is determined The recognition rate is improved even when there are many recognition targets, and thus the expressiveness of music can be further improved.

【0009】ここで、動作認識手段は、人の動作候補
認識できるものであれば、どのようなものであってもよ
い。たとえば、本発明の実施の形態により後述するよう
に、隠れマルコフモデルを用いた手法で検出してもよい
し、これに限らず、DPマッチング(dynamic programi
ng matching)を用いた手法で検出してもよい。
Here, the motion recognition means recognizes a human motion candidate .
Anything can be used as long as it can be recognized . For example, as will be described later according to the embodiment of the present invention, it may be detected by a method using a hidden Markov model, and the present invention is not limited to this, and DP matching (dynamic programi
ng matching) may be used for detection.

【0010】音楽要素としては、たとえば演奏される音
楽のテンポや拍タイミング、音符位置などを挙げること
ができる。
Examples of the music element include the tempo, beat timing, and note position of the music to be played.

【0011】ファジィ推論は、どのような種類のものを
使用してもよく、本発明の実施の形態では直接法と呼ば
れる手法を採用して説明している。また、その際定義さ
れるメンバシップ関数も、ある特定の関数に限られるも
のではない。
Any kind of fuzzy inference may be used, and in the embodiment of the present invention, a method called a direct method is adopted for explanation. Further, the membership function defined at that time is not limited to a specific function.

【0012】また、上記目的を達成するため、本発明の
音楽制御装置は、人の動作に基づいて発生された信号か
ら、人の指揮動作における拍打動作候補を認識する動作
認識手段と、自動演奏の演奏テンポに基づいて、前記
打動作候補が認識された時点における拍打の生起可能性
を予測する拍打生起可能性予測手段を含むファジィ判定
手段であって、前記動作認識手段による認識結果および
前記予測された拍打生起可能性に基づいて、ファジィ推
論により、当該人の拍打動作を判定するものとを有する
ことを特徴とする。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the music control device of the present invention is a signal generated based on a human motion.
, A motion to recognize a beat motion candidate in a human command motion
Based on the recognition means and the performance tempo of the automatic performance , the beat
A fuzzy decision means including a beat striking occurrence possibility estimating means for estimating the occurrence probability of beats hitting at the time of hitting motion candidates is recognized, the recognition result by the motion recognizing means, and
Based on the predicted beat occurrence probability, fuzzy estimation
The logical, it characterized <br/> having a ones determining the Personality beat striking operation.

【0013】これにより、自動演奏の演奏テンポに基づ
いて、動認識手段により拍打動作候補認識された時
点における拍打の生起可能性が予測され、この予測され
た拍打生起可能性および前記動作認識手段による認識結
に基づいて、当該人の動作がファジィ推論により判定
されるので、認識率をさらに向上させることができる。
[0013] Thus, based on the performance tempo of the automatic performance, is expected to occur the possibility of beats hitting at the time of the beat striking motion candidates recognized by operation recognition means, the predicted beat striking occurrence likelihood and the operation recognition Recognition by means
Since the motion of the person is determined by fuzzy reasoning based on the result, the recognition rate can be further improved.

【0014】さらに、好ましくは、前記動作認識手段に
よって認識される人の動作候補は、指揮動作における拍
打動作候補であり、前記所定の音楽要素は、当該演奏さ
れる音楽の拍タイミングまたは音符の位置であり、前記
ファジィ判定手段は、該抽出された拍タイミングまたは
音符の位置に基づいて、前記拍打動作候補が認識された
時点における拍打の生起可能性分布を演算する拍打生起
可能性演算手段を含み前記動作認識手段による認識結
果および前記演算された拍打生起可能性分布に基づい
て、当該人の拍打動作を判定することを特徴とする。
Further, preferably, the motion recognition means
Therefore, the motion candidate of the person recognized is the beat in the command motion.
A striking motion candidates, the predetermined music element is the position of the beat timing or notes of music to be the playing the
Fuzzy determination means, based on the extracted beat timing or note positions, including the occurrence possibility beats hitting occurrence likelihood calculating means for calculating a distribution of beats hitting at the time of the beat striking motion candidates is recognized, the gesture recognition Recognition by means
It is characterized in that the pulsing motion of the person is determined based on the result and the calculated beat occurrence probability distribution.

【0015】これにより、前記所定の音楽要素として拍
タイミングまたは音符の位置が抽出され、この拍タイミ
ングまたは音符の位置に基づいて、前記動作認識手段に
より拍打動作候補認識された時点における拍打の生起
可能性分布が演算され、この演算された拍打生起可能性
分布および前記動作認識手段による認識結果に基づい
て、当該人の動作がファジィ推論により判定されるの
で、認識率をさらに向上させることができる。
[0015] Thus, the predetermined music elements as beat timing or note position is extracted, based on the beat timing or note position, occurrence of a beat striking at the time the beat striking motion candidates is recognized by the motion recognizing means Since the probability distribution is calculated and the motion of the person is determined by fuzzy inference based on the calculated beat occurrence probability distribution and the recognition result by the motion recognition means , the recognition rate can be further improved. .

【0016】また、本発明の記憶媒体は、人の動作に基
づいて発生された信号から、人の動作候補を認識する動
作認識モジュールと、音楽を自動演奏する自動演奏モジ
ュールと、該演奏される音楽から所定の音楽要素を抽出
する音楽要素抽出モジュールと、該抽出された音楽要素
および前記動作認識手段による認識結果に基づいて、フ
ァジィ推論により、当該人の動作を判定するファジィ判
定モジュールとを含むプログラムであって、コンピュー
タが実現できるプログラムを格納したことを特徴とす
る。
Further, the storage medium of the present invention includes a motion recognition module for recognizing a motion candidate of a person from a signal generated based on a motion of a person, an automatic performance module for automatically playing music, and the performance. A music element extraction module that extracts a predetermined music element from music, and a fuzzy determination module that determines the motion of the person by fuzzy inference based on the extracted music element and the recognition result by the motion recognition means A program, a computer
It is characterized by storing a program that can be implemented by a computer .

【0017】これにより、上述の効果と同様な効果を得
ることができる。
This makes it possible to obtain the same effects as those described above.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の一実施の形態に係る音楽
制御装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a music control device according to an embodiment of the present invention.

【0020】同図に示すように、本実施の形態の音楽制
御装置は、主として文字情報を入力するためのキーボー
ド1と、位置情報を入力するための、たとえばマウス等
のポインチングデバイス2と、ユーザの動作、すなわち
指揮棒30を振って行う指揮動作のうちx軸(水平)方
向の加速度を検出する加速度センサ31と、この指揮動
作のうちy軸(垂直)方向の加速度を検出する加速度セ
ンサ32と、キーボード1の各キーの押下状態を検出す
るキー検出回路3と、ポインチングデバイス2の操作状
態を検出する操作状態検出回路4と、加速度センサ31
からの電気的なアナログ加速度信号Axをデジタル加速
度信号Dxに変換するA/D変換回路(Analog-to-Digi
tal Converter)5と、加速度センサ32からの電気的
なアナログ加速度信号Ayをデジタル加速度信号Dyに
変換するA/D変換回路6と、装置全体の制御を司るC
PU7と、該CPU7が実行する制御プログラムやテー
ブルデータ等を記憶するROM8と、演奏データ、上記
加速度信号Dx,Dyを含む各種入力情報および演算結
果等を一時的に記憶するRAM9と、タイマ割込み処理
における割込み時間や各種時間を計時するタイマ10
と、各種情報等を表示する、たとえば大型液晶ディスプ
レイ(LCD)若しくはCRT(Cathode RayTube)デ
ィスプレイおよび発光ダイオード(LED)等を備えた
表示装置11と、記憶媒体であるフロッピディスク(F
D)40をドライブするフロッピディスクドライブ(F
DD)12と、前記制御プログラムを含む各種アプリケ
ーションプログラムや各種データ等を記憶するハードデ
ィスク(図示せず)をドライブするハードディスクドラ
イブ(HDD)13と、前記制御プログラムを含む各種
アプリケーションプログラムや各種データ等を記憶する
コンパクトディスク−リード・オンリ・メモリ(CD−
ROM)41をドライブするCD−ROMドライブ(C
D−ROMD)14と、外部からのMIDI(Musical
Instrument DigitalInterface)信号を入力したり、M
IDI信号として外部に出力したりするMIDIインタ
ーフェース(I/F)15と、通信ネットワーク101
を介して、たとえばサーバコンピュータ102とデータ
の送受信を行う通信インターフェース(I/F)16
と、たとえばCPU7により生成されたされた演奏デー
タ等を楽音信号に変換する音源回路17と、該音源回路
17からの楽音信号に各種効果を付与するための効果回
路18と、該効果回路18からの楽音信号を音響に変換
する、たとえば、DAC(Digital-to-Analog Converte
r)やアンプ、スピーカ等のサウンドシステム19とに
より構成されている。
As shown in the figure, the music control apparatus of this embodiment mainly includes a keyboard 1 for inputting character information, a pointing device 2 such as a mouse for inputting position information, An acceleration sensor 31 that detects an acceleration in the x-axis (horizontal) direction of a user's motion, that is, a commanding motion performed by waving the baton 30, and an acceleration sensor that detects an acceleration in the y-axis (vertical) direction of this commanding motion. 32, a key detection circuit 3 that detects a pressed state of each key of the keyboard 1, an operation state detection circuit 4 that detects an operation state of the pointing device 2, and an acceleration sensor 31.
A-D conversion circuit (Analog-to-Digi) that converts the electrical analog acceleration signal Ax from the digital acceleration signal Dx
tal Converter) 5, an A / D conversion circuit 6 for converting an electric analog acceleration signal Ay from the acceleration sensor 32 into a digital acceleration signal Dy, and a C for controlling the entire apparatus.
A PU 7, a ROM 8 for storing a control program executed by the CPU 7, table data and the like, a RAM 9 for temporarily storing performance data, various input information including the acceleration signals Dx and Dy, a calculation result, and a timer interrupt process. 10 for measuring interrupt time and various times in
And a display device 11 for displaying various information, such as a large liquid crystal display (LCD) or CRT (Cathode RayTube) display and a light emitting diode (LED), and a floppy disk (F
D) Floppy disk drive that drives 40 (F
DD) 12, a hard disk drive (HDD) 13 that drives a hard disk (not shown) that stores various application programs including the control program and various data, and various application programs including the control program and various data. Compact disk to store-Read only memory (CD-
CD-ROM drive (C
D-ROMD) 14 and external MIDI (Musical)
Instrument Digital Interface) signal input, M
A MIDI interface (I / F) 15 that outputs as an IDI signal to the outside, and a communication network 101
A communication interface (I / F) 16 for transmitting and receiving data to and from the server computer 102, for example.
A tone generator circuit 17 for converting performance data generated by the CPU 7 into a tone signal, an effect circuit 18 for applying various effects to the tone signal from the tone circuit 17, and an effect circuit 18 To convert the sound signal of the sound into sound, for example, DAC (Digital-to-Analog Converte
r) and a sound system 19 such as an amplifier and a speaker.

【0021】上記構成要素3〜18は、バス20を介し
て相互に接続され、CPU7にはタイマ10が接続さ
れ、MIDII/F15には他のMIDI機器100が
接続され、通信I/F16には通信ネットワーク101
が接続され、音源回路17には効果回路18が接続さ
れ、効果回路18にはサウンドシステム19が接続され
ている。
The above components 3 to 18 are mutually connected via a bus 20, a CPU 10 is connected to a timer 10, a MIDI I / F 15 is connected to another MIDI device 100, and a communication I / F 16 is connected. Communication network 101
The sound source circuit 17 is connected to the effect circuit 18, and the effect circuit 18 is connected to the sound system 19.

【0022】また、加速度センサ31,32は、指揮棒
30の所定の位置に取り付けられ、その各出力側は、た
とえばケーブルを介して,それぞれA/D変換回路5,
6の入力側に接続されている。なお、加速度センサ3
1,32によって検出される加速度信号Ax,Ayを、
有線でA/D変換回路5,6に送信する代わりに、無線
で送信するようにしてもよい。
Further, the acceleration sensors 31 and 32 are attached to the baton 30 at predetermined positions, and the output sides thereof are respectively connected to the A / D conversion circuit 5 via a cable, for example.
6 is connected to the input side. The acceleration sensor 3
The acceleration signals Ax and Ay detected by 1, 32 are
Instead of transmitting to the A / D conversion circuits 5 and 6 by wire, it may be transmitted wirelessly.

【0023】HDD13のハードディスクには、前述の
ように、CPU7が実行する制御プログラムも記憶で
き、ROM8に制御プログラムが記憶されていない場合
には、このハードディスクに制御プログラムを記憶させ
ておき、それをRAM9に読み込むことにより、ROM
8に制御プログラムを記憶している場合と同様の動作を
CPU7にさせることができる。このようにすると、制
御プログラムの追加やバージョンアップ等が容易に行え
る。
As described above, the hard disk of the HDD 13 can also store the control program executed by the CPU 7. If the control program is not stored in the ROM 8, the control program is stored in this hard disk and stored in the hard disk. ROM by loading in RAM9
The CPU 7 can be caused to perform the same operation as when the control program is stored in 8. By doing so, it is possible to easily add or upgrade the control program.

【0024】CD−ROMドライブ14のCD−ROM
41から読み出された制御プログラムや各種データは、
HDD13内のハードディスクにストアされる。これに
より、制御プログラムの新規インストールやバージョン
アップ等が容易に行える。なお、このCD−ROMドラ
イブ14以外にも、外部記憶装置として、光磁気ディス
ク(MO)装置等、様々な形態のメディアを利用するた
めの装置を設けるようにしてもよい。
CD-ROM of the CD-ROM drive 14
The control program and various data read from 41 are
It is stored in the hard disk in the HDD 13. This makes it easy to newly install or upgrade the control program. In addition to the CD-ROM drive 14, a device for utilizing various types of media such as a magneto-optical disk (MO) device may be provided as an external storage device.

【0025】通信I/F16は、上述のように、たとえ
ばLAN(Local Area Network)やインターネット、電
話回線等の通信ネットワーク101に接続されており、
該通信ネットワーク101を介して、サーバコンピュー
タ102に接続される。HDD13内のハードディスク
に上記各プログラムや各種パラメータが記憶されていな
い場合には、通信I/F16は、サーバコンピュータ1
02からプログラムやパラメータをダウンロードするた
めに用いられる。クライアントとなるコンピュータ(本
実施の形態では、音楽制御装置)は、通信I/F16お
よび通信ネットワーク101を介してサーバコンピュー
タ102へとプログラムやパラメータのダウンロードを
要求するコマンドを送信する。サーバコンピュータ10
2は、このコマンドを受け、要求されたプログラムやパ
ラメータを、通信ネットワーク101を介してコンピュ
ータへと配信し、コンピュータが通信I/F16を介し
て、これらプログラムやパラメータを受信してHDD1
3内のハードディスクに蓄積することにより、ダウンロ
ードが完了する。
As described above, the communication I / F 16 is connected to the communication network 101 such as a LAN (Local Area Network), the Internet, or a telephone line,
It is connected to the server computer 102 via the communication network 101. When the above-mentioned programs and various parameters are not stored in the hard disk in the HDD 13, the communication I / F 16 operates as the server computer 1
02 to download programs and parameters. The computer serving as a client (in the present embodiment, the music control device) transmits a command requesting the download of a program or parameter to the server computer 102 via the communication I / F 16 and the communication network 101. Server computer 10
The HDD 2 receives the command, distributes the requested program and parameters to the computer via the communication network 101, and the computer receives these programs and parameters via the communication I / F 16 to receive the HDD 1
Downloading is completed by accumulating in the hard disk in 3.

【0026】この他、外部コンピュータ等との間で直接
データのやりとりを行うためのインターフェースを備え
てもよい。
In addition, an interface for directly exchanging data with an external computer or the like may be provided.

【0027】図1から分かるように、本実施の形態の音
楽制御装置は、主として汎用のコンピュータを用いて構
成され、このコンピュータに、指揮棒30の加速度セン
サ31,32や音源部(音源回路7、効果回路8および
サウンドシステム19によって構成される)等のハード
ウェアが外付けされて構成されている。なお、本実施の
形態の音楽制御装置を構成する構成要素のうち、汎用コ
ンピュータに含まれるものはどれであるかは、使用する
コンピュータによって異なり、音源部まで含むコンピュ
ータもあるが、本実施の形態では、音源部は外付けハー
ドウェアとしている。
As can be seen from FIG. 1, the music control device of the present embodiment is mainly constituted by using a general-purpose computer, and the acceleration sensors 31, 32 of the baton 30 and the sound source section (sound source circuit 7) are provided in this computer. , The effect circuit 8 and the sound system 19) are attached externally. It should be noted that, of the components constituting the music control device of the present embodiment, which is included in the general-purpose computer depends on the computer used, and there is a computer including a sound source unit as well. Then, the sound source is external hardware.

【0028】以上のように構成された音楽制御装置が実
行する制御処理を、以下、図2〜6を参照して説明す
る。
The control processing executed by the music control device configured as described above will be described below with reference to FIGS.

【0029】図2は、本実施の形態の音楽制御装置のう
ち、主として前記コンピュータが実行する制御処理を説
明するためのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a control process mainly executed by the computer in the music control device according to the present embodiment.

【0030】図中、各ブロックは、制御処理全体を複数
個の機能に分割したときの各機能に相当するが、一部ハ
ードウェア(A/D変換回路5,6、音源部61および
サウンドシステム19)も混在している。
In the figure, each block corresponds to each function when the entire control process is divided into a plurality of functions, but a part of hardware (A / D conversion circuits 5 and 6, tone generator 61 and sound system) 19) is also mixed.

【0031】同図において、前記加速度センサ31から
出力されたアナログ加速度信号Axは、A/D変換回路
5に入力されてデジタル加速度信号Dxに変換され、バ
ンドパスフィルタ(BPF:Band Pass Filter)51に
より、デジタル加速度信号Dxに含まれるノイズ成分が
除去された後に、ベクトル量子化部53に入力される。
同様にして、前記加速度センサ32から出力されたアナ
ログ加速度信号Ayも、A/D変換回路6によりデジタ
ル加速度信号Dyに変換され、バンドパスフィルタ52
により、デジタル加速度信号Dyに含まれるノイズ成分
が除去された後に、ベクトル量子化部53に入力され
る。
In the figure, the analog acceleration signal Ax output from the acceleration sensor 31 is input to the A / D conversion circuit 5 and converted into a digital acceleration signal Dx, and a band pass filter (BPF: Band Pass Filter) 51 is supplied. Thus, the noise component included in the digital acceleration signal Dx is removed and then input to the vector quantization unit 53.
Similarly, the analog acceleration signal Ay output from the acceleration sensor 32 is also converted into a digital acceleration signal Dy by the A / D conversion circuit 6, and the bandpass filter 52 is supplied.
Thus, after the noise component included in the digital acceleration signal Dy is removed, the noise component is input to the vector quantization unit 53.

【0032】ベクトル量子化部53は、まず、ノイズ成
分が除去された両デジタル加速度信号Dx′,Dy′か
ら、次式(1)により、加速度の絶対値(以下、「絶対
加速度」という)|D′|を算出し、前記RAM9の所
定領域(以下、「絶対加速度記憶領域」という)に記憶
する。この絶対加速度記憶領域には、絶対加速度|D′
|の時系列データが格納される。以下、この時系列デー
タで表される時間波形、すなわち、縦軸を絶対加速度値
に採り、横軸を時間軸に採ったときに生成される波形を
「絶対加速度時間波形」という。
First, the vector quantizer 53 calculates the absolute value of the acceleration (hereinafter referred to as "absolute acceleration") from the two digital acceleration signals Dx 'and Dy' from which the noise component is removed, according to the following equation (1). D ′ | is calculated and stored in a predetermined area of the RAM 9 (hereinafter referred to as “absolute acceleration storage area”). In this absolute acceleration storage area, absolute acceleration | D '
The time series data of | is stored. Hereinafter, the time waveform represented by this time-series data, that is, the waveform generated when the vertical axis is the absolute acceleration value and the horizontal axis is the time axis, is referred to as the “absolute acceleration time waveform”.

【0033】[0033]

【数1】 次に、ベクトル量子化部53は、前記加速度信号Dx,
Dyおよび絶対加速度|D′|の特徴量を抽出し、ベク
トル量子化の手法を用いて、予め複数種類(本実施の形
態では32種類)のラベルに分類されたものの中から、
いずれかのラベルを選択する。ここで、特徴量とは、具
体的には次に示すものである。
[Equation 1] Next, the vector quantization unit 53 causes the acceleration signal Dx,
Dy and the absolute acceleration | D ′ | are extracted, and a vector quantization method is used to classify them into a plurality of types (32 types in the present embodiment) of labels,
Select one of the labels. Here, the feature amount is specifically as follows.

【0034】すなわち、 1)指揮動作の局所的な強さやそのタイミング(絶対加
速度時間波形のローカルピーク) 2)指揮動作の方向(xy平面内、すなわちx軸を水平
方向の加速度値に採り、y軸方向を垂直方向の加速度値
に採ったときのxy平面内での絶対加速度|D′|が位
置する象限や、絶対加速度|D′|と原点Oとを結ぶ線
分の、x軸正方向からの角度) 3)指揮動作の滑らかさ(絶対加速度時間波形の高周波
成分や、xy平面内において、加速度軌跡が所定の短時
間に作る領域の面積) 4)指揮動作の一時停止の程度(絶対加速度時間波形の
谷の深さとその谷の底部の時間) 等である。
That is, 1) the local strength of the commanding motion and its timing (local peak of the absolute acceleration time waveform) 2) the direction of the commanding motion (in the xy plane, that is, the x axis is taken as the acceleration value in the horizontal direction, y The quadrant in which the absolute acceleration | D '| is located in the xy plane when the axial direction is taken as the vertical acceleration value, and the x-axis positive direction of the line segment connecting the absolute acceleration | D' | and the origin O Angle) 3) Smoothness of commanding motion (high-frequency component of absolute acceleration time waveform and area of region formed by acceleration trajectory in a predetermined short time in xy plane) 4) Degree of pausing commanding motion (absolute) The depth of the valley of the acceleration time waveform and the time at the bottom of the valley).

【0035】たとえば、「現在の状態が、『ローカルピ
ーク&指揮動作方向が角度α〜βの間』である場合に
は、ラベルは“1”」というように、複数の特徴量の所
定の組合わせからなる条件を満たしている場合に、ある
ラベルに決定される。
For example, if the current state is "local peak & command motion direction is between angles α and β", the label is "1", and a predetermined set of a plurality of characteristic quantities is set. A label is decided when the condition of matching is satisfied.

【0036】このようにして、ベクトル量子化部53
は、所定時間(たとえば10msec)毎に1つのラベ
ルlabel(前記32種類のラベルをそれぞれラベル
l1〜l32で表現すると、そのうちいずれかのラベルl
k)を生成してHMM認識部54に出力する。
In this way, the vector quantizer 53
Is one label label at a predetermined time (for example, 10 msec) (where each of the 32 types of labels is represented by a label l1 to l32, one of the labels l1 to l32).
k) is generated and output to the HMM recognition unit 54.

【0037】HMM認識部54は、前記ベクトル量子化
部53と同様に、このラベルlabelをRAM9の所
定領域(以下、「ラベル記憶領域」という)に記憶す
る。すなわち、ラベル記憶領域には、ラベルlabel
の時系列データが格納される。このうち、最新の複数個
(R個)のラベルを集めて、ラベルの時系列{lr}を
生成する。
The HMM recognizing unit 54 stores the label label in a predetermined area of the RAM 9 (hereinafter referred to as "label storage area"), as in the vector quantizing unit 53. That is, in the label storage area, the label label
The time series data of is stored. Of these, the latest plurality (R) of labels are collected to generate a time series of labels {lr}.

【0038】そして、HMM認識部54は、このラベル
の時系列{lr}の発生パターン、すなわち当該ラベル
の時系列に含まれる各ラベルlrの発生パターンの確率
的な性質が隠れマルコフモデル(HMM:Hidden Marko
v Models)と呼ばれる確率モデルによって表現されると
みなし、このHMMを構成する複数個のモデルの各モデ
ルMkに対して、それぞれ時系列{lr}が発生する確
率(以下、「尤度」という)Pr(L|Mk)を求め、
そのうち、尤度Pr(L|Mk)が最大となるモデルM
kを求め、このモデルMkが基準にする指揮動作を、目
的の指揮動作、すなわちユーザが現在行っている指揮動
作と認識する。ここで、Lは時系列{lr}を示してい
る。
The HMM recognizing unit 54 then uses the hidden Markov model (HMM: HMM: HMM) for the occurrence pattern of the time series {lr} of this label, that is, the occurrence pattern of each label lr included in the time series of the label. Hidden Marko
v Models) and the probability that a time series {lr} will occur for each model Mk of the plurality of models that make up this HMM (hereinafter referred to as "likelihood"). Pr (L | Mk) is calculated,
Among them, the model M having the maximum likelihood Pr (L | Mk)
k is obtained, and the commanding motion based on this model Mk is recognized as the target commanding motion, that is, the commanding motion currently performed by the user. Here, L indicates a time series {lr}.

【0039】以下、HMM認識部54が行うHMM認識
処理を、図3を参照して、さらに詳細に説明する。
The HMM recognition processing performed by the HMM recognition unit 54 will be described in more detail below with reference to FIG.

【0040】図3に示すように、本実施の形態では、H
MMとして、たとえば離散的な5種類の状態(State)
Sj(1≦j≦5)のいずれかを採り、各状態Sjは右
に隣接する状態Sまたは自己の状態にのみ遷移する、い
わゆるLR(Left-to-Right)型5状態HMMを採用し
ている。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, H
As MM, for example, five discrete states (State)
A so-called LR (Left-to-Right) type 5-state HMM in which any one of Sj (1 ≦ j ≦ 5) is adopted and each state Sj transits only to the adjacent state S on the right side or its own state is adopted. There is.

【0041】図中、pijは、状態Siから状態Sjに遷
移する確率を示し、qij(lk)は、状態Siから状態S
jに遷移するときに、ラベルlkを出力する確率を示し
ている。ここで、ラベルlkの“k”は、モデルMkの
“k”と同一文字を用いているが、同じものを意味して
はいない。
In the figure, pij indicates the probability of transition from state Si to state Sj, and qij (lk) indicates the state Si to state Sj.
It shows the probability of outputting the label lk when transitioning to j. Here, the “k” of the label lk uses the same character as the “k” of the model Mk, but does not mean the same.

【0042】そして、指揮動作を複数種類(本実施の形
態では16種類)の動作状態(指揮棒30を三角形の各
辺に沿って振る(3つ振り)ときの各拍に対応する動作
や、上下に振る(2つ振り)ときの各拍に対応する動作
等)に分割して、該分割された各動作状態を前記各モデ
ルMkに対応付け、各モデルMk毎に、すなわち各動作
状態毎に、確率pijや確率qij(lk)等を予め学習して
おく。この学習値は、HMMデータベース(たとえば、
このデータベースは前記HDD13内のハードディスク
に構築される)55に格納される。なお、HMMデータ
ベース55には、この他に、前記モデルMkに関係する
情報等も格納される。
Then, a plurality of types (16 types in the present embodiment) of commanding motions (motions corresponding to each beat when the command rod 30 is swung along each side of the triangle (three swings)), Motions corresponding to each beat when swinging up and down (two motions, etc.), and each divided motion state is associated with each model Mk. For each model Mk, that is, for each motion state First, the probability pij, the probability qij (lk), etc. are learned in advance. This learned value is stored in the HMM database (for example,
This database is stored in a hard disk 55 in the HDD 13). In addition to this, the HMM database 55 also stores information related to the model Mk.

【0043】このようにして予め学習され設定された各
設定値を用いて、次式(2)により、各モデルMk毎
に、尤度Pr(L|Mk)を算出する。
The likelihood Pr (L | Mk) is calculated for each model Mk by the following equation (2) using the setting values learned and set in advance in this way.

【0044】[0044]

【数2】 ただし、i0〜irは状態Siの添字“i”を示し、本実
施の形態では、i0〜ir-1はそれぞれ1〜5までの範囲
を採る。Irは、{r:Srが最終状態}の集合を示
し、本実施の形態では最終状態はS5であるため、Ir
={5}である。したがって、ir=5である。さら
に、ri0は、初期状態がSi0である確率、具体的には、
1=1,ri=0(i=2,…,5)を示している。
[Equation 2] However, i 0 to i r indicate the subscript “i” of the state Si, and in the present embodiment, i 0 to i r−1 take the range of 1 to 5, respectively. Ir represents a set of {r: Sr is the final state}, and since the final state is S 5 in the present embodiment, Ir
= {5}. Therefore, i r = 5. Further, r i0 is the probability that the initial state is S i0 , specifically,
r 1 = 1 and r i = 0 (i = 2, ..., 5) are shown.

【0045】各モデルMk毎に、尤度Pr(L|Mk)
が算出されると、HMM認識部54は、このようにして
算出した各モデルMkの尤度を総合判定部58に出力す
る。
Likelihood Pr (L | Mk) for each model Mk
When H is calculated, the HMM recognition unit 54 outputs the thus calculated likelihood of each model Mk to the comprehensive determination unit 58.

【0046】すなわち、各モデルMkの尤度のうち、最
大尤度を与えるモデルMkを、その時点の指揮動作と認
識してもよいが、HMMによる認識のみでは誤認識する
可能性がある。このため、ここでは各モデルMkの尤度
を求めるのみにとどめ、最終的な動作の判定は総合判定
部58にまかせるようにしている。
That is, of the likelihoods of each model Mk, the model Mk that gives the maximum likelihood may be recognized as the commanding motion at that time, but there is a possibility that it will be erroneously recognized only by recognition by the HMM. Therefore, here, only the likelihood of each model Mk is obtained, and the final determination of the motion is left to the comprehensive determination unit 58.

【0047】なお、このHMM認識部54では、指揮動
作の特徴量に基づいて、ダイナミクスやアーティキュレ
ーションも認識するようになっている。
The HMM recognition unit 54 also recognizes dynamics and articulation based on the characteristic amount of the commanding motion.

【0048】総合判定部58には、拍打生起可能性予測
部56からの出力および拍打生起可能性分布計算部57
からの出力も供給され、総合判定部58は、これらの出
力状態に基づいて、文字通り総合的な判定を行い、拍打
タイミングやダイナミクス等の音楽要素データ、すなわ
ちMIDI再生部59が再生している音楽を制御する音
楽要素データaを、MIDI再生部59に出力する。
The comprehensive determination unit 58 includes an output from the beat occurrence probability prediction unit 56 and a beat occurrence probability distribution calculation unit 57.
Is also supplied, the comprehensive judgment unit 58 makes a comprehensive judgment literally based on these output states, and music element data such as beat timing and dynamics, that is, the music reproduced by the MIDI reproduction unit 59. And outputs the music element data a for controlling to the MIDI reproducing unit 59.

【0049】この音楽要素データaのうち、演奏テンポ
データa1は、拍打生起可能性予測部56に供給され、
拍打生起可能性予測部56は、この演奏テンポデータa
1に基づいて、ファジィ推論(具体的には、直接法と呼
ばれるファジィ推論)により拍打生起可能性を予測す
る。
Of the music element data a, the performance tempo data a1 is supplied to the beat occurrence probability predicting section 56,
The beat occurrence probability prediction unit 56 uses the performance tempo data a.
Based on 1, the beat occurrence probability is predicted by a fuzzy inference (specifically, a fuzzy inference called a direct method).

【0050】ここで、直接法とは、一般的に、次に示す
手順によりファジィ推論を行う手法である。
Here, the direct method is generally a method of performing fuzzy inference according to the following procedure.

【0051】1)ファジィルールを記述する 2)1)のファジィルール中、変数となる言語をメンバ
シップ関数で表す 3)入力に対する各ファジィルールの推論結果を求める 4)各ルールの推論結果から最終的な推論結果を求める 拍打生起可能性予測部56は、この直接法を次のように
具体的に適用して、拍打生起可能性を求めている。
1) Describe a fuzzy rule 2) In the fuzzy rule of 1), the language that becomes a variable is represented by a membership function 3) Obtain the inference result of each fuzzy rule with respect to the input 4) Finalize from the inference result of each rule The beat occurrence probability predicting unit 56 that obtains a realistic inference result specifically calculates the beat occurrence probability by applying the direct method as follows.

【0052】すなわち、1)については、if(前拍打タ
イミングからの演奏テンポに基づく経過時間が短い)th
en(拍打生起の可能性が低い)というファジィルールを
採用する。
That is, for 1), if (the elapsed time from the previous beat timing based on the performance tempo is short) th
Adopt a fuzzy rule called en (probability of beat occurrence).

【0053】2)については、前件部、すなわち上記フ
ァジィルール中、「前拍打タイミングからの演奏テンポ
に基づく経過時間が短い」の部分に対して、図4(a)
に示すメンバシップ関数を定義し、後件部、すなわち上
記ファジィルール中、「拍打生起の可能性が低い」の部
分に対して、図4(b)に示すメンバシップ関数を定義
する。
Regarding 2), the antecedent portion, that is, the portion of the fuzzy rule "the elapsed time based on the performance tempo from the previous beat timing is short" is shown in FIG. 4 (a).
The membership function shown in FIG. 4B is defined, and the membership function shown in FIG. 4B is defined for the consequent part, that is, for the part of the fuzzy rule where "the possibility of beat occurrence is low".

【0054】3)については、前記入力された演奏テン
ポデータa1に基づいて、前拍打からの演奏テンポに基
づく経過時間を算出し(たとえば、現在のテンポを所定
の基準テンポに換算したときの時間を算出する)、上記
図4(a)のメンバシップ関数を用いて、その算出され
た経過時間に対するグレードを求める。
Regarding 3), the elapsed time based on the performance tempo from the previous beat is calculated based on the input performance tempo data a1 (for example, the time when the current tempo is converted into a predetermined reference tempo). Then, using the membership function of FIG. 4A, the grade for the calculated elapsed time is obtained.

【0055】ファジィルールの前件部が、“and”で
結ばれた複数個の要素から成り立っているときには、各
メンバシップ関数からそれぞれ得られたグレードの最小
値(これを、「適合度」という)を求める(この演算
を、「“min”演算」という)。
When the antecedent part of the fuzzy rule consists of a plurality of elements connected by "and", the minimum value of the grade obtained from each membership function (this is called "fitness"). ) Is obtained (this calculation is called "" min "calculation").

【0056】しかし、拍打生起可能性予測部56では、
ファジィルールの前件部は、1つの要素によって構成さ
れているため、上記経過時間に対して求められたグレー
ドが適合度に相当する。
However, the beat occurrence probability prediction unit 56
Since the antecedent part of the fuzzy rule is composed of one element, the grade obtained with respect to the elapsed time corresponds to the compatibility.

【0057】たとえば経過時間がt1のときには、図4
(a)に示すように、グレードはg1と求められるの
で、適合度はg1となる。
For example, when the elapsed time is t1, FIG.
As shown in (a), since the grade is determined to be g1, the compatibility is g1.

【0058】そして、後件部のメンバシップ関数、すな
わち図4(b)のメンバシップ関数の、上記求められた
適合度より上の部分をカットしたものが、1)のファジ
ィルールの推論結果となる。たとえば、適合度がg1で
あるとすると、図4(b)の領域R1で示される部分が
求める推論結果となる。
Then, the membership function of the consequent part, that is, the membership function of FIG. 4 (b), which is obtained by cutting off the portion above the above-mentioned goodness of fit, is the inference result of the fuzzy rule of 1). Become. For example, if the goodness of fit is g1, the inference result obtained is the portion indicated by the region R1 in FIG.

【0059】4)については、1)のファジィルールが
複数種類定義されているときには、各ルールの個数だけ
3)の推論結果が得られるので、その推論結果、すなわ
ち上記領域R1のような複数個の領域を重ね合わせる
(この演算を、“max”演算という)。このように重
ね合わせて生成された領域の重心を求め、その重心から
垂線を延ばし、その足の値が最終的な推論結果となる。
これを、重心法という。
Regarding 4), when a plurality of types of fuzzy rules in 1) are defined, the inference result in 3) can be obtained by the number of each rule. Therefore, the inference result, that is, a plurality of regions such as the region R1 is obtained. Areas are overlapped (this operation is called "max" operation). The center of gravity of the regions thus superposed is obtained, the perpendicular line is extended from the center of gravity, and the value of the foot is the final inference result.
This is called the center of gravity method.

【0060】たとえば、図4(b)で、領域R1の重心
はG1と求められ、この重心G1に対応する生起確率は
p1と求められる。このとき、生起確率p1は、制御に
用いられる数値であるため、同時に非ファジィ化(Defu
zzify)もなされている。
For example, in FIG. 4B, the center of gravity of the region R1 is obtained as G1, and the occurrence probability corresponding to this center of gravity G1 is obtained as p1. At this time, since the occurrence probability p1 is a numerical value used for control, it is simultaneously defuzzified (Defu
zzify) has also been made.

【0061】拍打生起可能性予測部56は、このように
して求められた生起確率を、拍打生起可能性として、前
記総合判定部58に出力する。
The beat occurrence probability predicting unit 56 outputs the occurrence probability thus obtained to the comprehensive judging unit 58 as the beat occurrence probability.

【0062】拍打生起可能性分布計算部57には、MI
DIデータベース(たとえば、このデータベースは前記
HDD13内のハードディスクに構築される)60から
MIDI再生部59に供給されるMIDIデータが供給
され、拍打生起可能性分布計算部57は、図5に示すよ
うなメンバシップ関数を定義し、供給されたMIDIデ
ータと、このメンバシップ関数を用いてファジィ推論に
より、MIDIデータ上の拍打生起可能性分布を計算し
て出力する。
The beat occurrence probability distribution calculation unit 57 displays MI
The MIDI data supplied from the DI database (for example, this database is built on the hard disk in the HDD 13) 60 is supplied to the MIDI reproducing unit 59, and the beat occurrence probability distribution calculating unit 57 is as shown in FIG. The membership function is defined, and the beat occurrence probability distribution on the MIDI data is calculated and output by fuzzy inference using the supplied MIDI data and this membership function.

【0063】具体的には、ファジィルールとして、if
(演奏中の箇所がMIDIデータの拍や音符に近い)th
en(拍打入力がそれに相当する可能性が高い)というル
ールを採用し、メンバシップ関数として、図5(a)の
メンバシップ関数を定義した。図5(a)に示すよう
に、各メンバシップ関数は、MIDIデータの拍タイミ
ングでグレードが最大値を採るように定義される。一
方、MIDIデータには、拍打位置を示す情報は含まれ
ていないため、拍タイミングで拍打が発生する可能性が
高いとみなして、MIDIデータに基づき、拍タイミン
グでグレードが最大値を採るように、各メンバシップ関
数を定義する。なお、拍タイミング以外の位置に、拍打
位置を設定したいときには、図5(b)に示すように、
ユーザがマニュアルでメンバシップ関数を設定するよう
にすればよい。
Specifically, as a fuzzy rule, if
(The part being played is close to the beats and notes of MIDI data.) Th
Adopting the rule of en (beat input is likely to be equivalent to that), the membership function of FIG. 5A is defined as the membership function. As shown in FIG. 5A, each membership function is defined so that the grade takes the maximum value at the beat timing of MIDI data. On the other hand, since the MIDI data does not include information indicating the beat position, it is considered that the beat is likely to occur at the beat timing, and the maximum grade is set at the beat timing based on the MIDI data. , Define each membership function. In addition, when it is desired to set the beat position at a position other than the beat timing, as shown in FIG.
The user may manually set the membership function.

【0064】このようにして、ファジィルールおよび各
メンバシップ関数が定義されると、その後のファジィ推
論は、上述した拍打生起可能性予測部56でのファジィ
推論と同様であるので、その説明は省略する。
When the fuzzy rule and each membership function are defined in this way, the subsequent fuzzy inference is the same as the fuzzy inference in the beat occurrence probability prediction unit 56 described above, and therefore its description is omitted. To do.

【0065】拍打生起可能性分布計算部57は、算出さ
れた拍打生起可能性を、総合判定部58に出力する。
The beat occurrence probability distribution calculation unit 57 outputs the calculated beat occurrence probability to the comprehensive determination unit 58.

【0066】総合判定部58は、前記HMM認識部54
からの各モデルMkの尤度、拍打生起可能性予測部56
からの拍打生起可能性、および拍打生起可能性分布計算
部57からの拍打生起可能性分布に基づいて、ファジィ
推論により、指揮動作を総合的に判定する。
The overall determination unit 58 is the HMM recognition unit 54.
Likelihood of each model Mk from, and beat occurrence probability prediction unit 56
Based on the beat occurrence probability from the beat occurrence probability distribution, and the beat occurrence probability distribution from the beat occurrence probability distribution calculation unit 57, the command action is comprehensively determined by fuzzy inference.

【0067】具体的には、ファジィルールとして、if
(HMM認識部54において、Nつ振りのn個目に相当
するHMMの尤度が高い)and(拍打生起可能性予測部
56において、拍打生起可能性が高い)and(拍打生起
可能性分布計算部57において、演奏中の箇所がN拍子
のn拍目に近い)then(拍打入力が、Nつ振りのn個目
の可能性が高い)というルールを採用し、そのメンバシ
ップ関数として、それぞれ図6(a)〜(d)に示すメ
ンバシップ関数(図示例は、N=3,n=2の場合を示
している)を採用している。
Specifically, the fuzzy rule is if
(In the HMM recognition unit 54, the likelihood of the HMM corresponding to the nth Nth is high) and (In the beat occurrence probability prediction unit 56, there is a high probability of beat occurrence) and (Calculation of beat occurrence probability distribution) Part 57 adopts the rule that the place being played is near the nth beat of the N beat) then (the beat input is likely to be the Nth beat of the Nth beat), and as a membership function thereof, The membership functions shown in FIGS. 6A to 6D (the illustrated example shows the case where N = 3 and n = 2) are adopted.

【0068】その後のファジィ推論方法は、上述した拍
打生起可能性予測部56の方法と同様であるため、その
説明を省略する。
The subsequent fuzzy inference method is the same as the method of the beat occurrence probability predicting section 56 described above, and therefore its explanation is omitted.

【0069】なお、演奏テンポは、各拍打タイミングの
間隔をもとに算出することができる。
The performance tempo can be calculated based on the intervals between the beat timings.

【0070】このようにして、総合判定部58は、入力
された情報に基づいてファジィ推論を行って、HMM認
識部54により認識された指揮動作の認識率をさらに向
上させ、その判定結果、すなわち前記音楽要素データa
(演奏テンポ、拍打タイミング、拍打種類、ダイナミク
ス、アーティキュレーションなど)をMIDI再生部5
9に出力する。
In this way, the comprehensive judgment unit 58 performs fuzzy inference based on the input information to further improve the recognition rate of the commanding motion recognized by the HMM recognition unit 54, and the judgment result, that is, The music element data a
MIDI playback unit 5 (performance tempo, beat timing, beat type, dynamics, articulation, etc.)
Output to 9.

【0071】MIDI再生部59は、前記MIDIデー
タベース60から供給されたMIDIデータに基づい
て、ノートオン/オフイベントが発生するタイミングを
決定し、この決定されたタイミングで、当該ノートオン
/オフが発生するような情報を音源部61に送出する、
すなわちMIDIデータを再生するとともに、総合判定
部58からの音楽要素データaに応じて、再生中のMI
DIデータの、対応する音楽要素を変更する。具体的に
は、音楽要素データが拍打タイミングのときには、その
タイミングおよびその拍打種類に一致するように再生中
のMIDIデータの拍タイミングまたは音符位置を変更
し、また、音楽要素データがダイナミクスのときには、
そのダイナミクスに一致するように再生中のMIDIデ
ータのダイナミクス(ベロシティやボリューム)を変更
する。
The MIDI reproducing unit 59 determines the timing at which a note-on / off event occurs based on the MIDI data supplied from the MIDI database 60, and the note-on / off occurs at the determined timing. Information to be transmitted to the sound source unit 61,
That is, the MIDI data is reproduced, and the MI being reproduced is reproduced according to the music element data a from the comprehensive determination unit 58.
Change the corresponding music element of the DI data. Specifically, when the music element data is beat timing, the beat timing or note position of the MIDI data being reproduced is changed so as to match the timing and the beat type, and when the music element data is dynamics,
The dynamics (velocity or volume) of the MIDI data being played back is changed so as to match the dynamics.

【0072】また、音楽要素データが演奏テンポのとき
には、MIDIデータを再生する際のテンポが変更され
る。また、音楽要素データがアーティキュレーションの
ときには、再生中のMIDIデータのゲートタイム長を
変更する。
When the music element data is the performance tempo, the tempo at which the MIDI data is reproduced is changed. Also, when the music element data is articulation, the gate time length of the MIDI data being reproduced is changed.

【0073】MIDI再生部59は、この変更後のMI
DIデータを音源部61に出力し、これを受けて、音源
部61は、MIDIデータから楽音信号を生成して、前
記サウンドシステム19に出力する。
The MIDI reproducing unit 59 uses the changed MI.
The DI data is output to the tone generator 61, and in response to this, the tone generator 61 generates a tone signal from the MIDI data and outputs it to the sound system 19.

【0074】サウンドシステム19は、前述のように、
生成された楽音信号を音響に変換する。
The sound system 19 is, as described above,
The generated musical tone signal is converted into sound.

【0075】このように、本実施の形態では、HMM認
識部54で認識された指揮動作を、拍打生起可能性予測
部56で予測された拍打生起可能性および拍打生起可能
性分布計算部57で算出された拍打生起可能性分布に基
づいて、ファジィ推論により総合的に判定して、最終的
な指揮動作を決定するようにしたので、指揮動作の認識
率をより向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the command motion recognized by the HMM recognition unit 54 is processed by the beat occurrence probability and beat occurrence probability distribution calculation unit 57 predicted by the beat occurrence probability prediction unit 56. Based on the calculated beat occurrence probability distribution, fuzzy inference is used to make a comprehensive determination to determine the final commanding motion, so that the recognition rate of the commanding motion can be further improved.

【0076】なお、本実施の形態では、総合判定部58
は、拍打生起可能性予測部56で予測された拍打生起可
能性および拍打生起可能性分布計算部57で算出された
拍打生起可能性分布の両者を用いて、指揮動作を総合的
に判定するようにしたが、いずれか一方のみを用いて判
定するようにしてもよい。つまり、HMM認識部54で
認識された指揮動作の認識率を向上させるための情報が
少なくとも一つ以上あり、その情報を用いてファジィ推
論を行うことができる構成であればよい。
In this embodiment, the comprehensive judgment unit 58
Uses the both of the beat occurrence probability predicted by the beat occurrence probability prediction unit 56 and the beat occurrence probability distribution calculated by the beat occurrence probability distribution calculation unit 57 so as to comprehensively determine the command action. However, the determination may be made using only one of them. That is, there is at least one piece of information for improving the recognition rate of the commanding motion recognized by the HMM recognizing unit 54, and it is sufficient if the fuzzy inference can be performed using the information.

【0077】また、上記実施の形態中で説明したファジ
ィルールおよびメンバシップ関数はあくまでも例示に過
ぎず、これに限られるものではないことは、いうまでも
ない。たとえば、ダイナミクスやアーティキュレーショ
ンの認識用のファジィルールを定義し、これらの認識に
もファジィ推論を適用してもよい。
Further, it goes without saying that the fuzzy rules and membership functions described in the above embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these. For example, fuzzy rules for recognition of dynamics and articulation may be defined, and fuzzy inference may be applied to these recognitions.

【0078】なお、本実施の形態では、指揮動作をHM
Mによって認識するようにしたが、これに限る必要はな
い。
In this embodiment, the command operation is performed by the HM.
The recognition is made by M, but the recognition is not limited to this.

【0079】また、本実施の形態では、指揮棒30に加
速度センサ31,32を設け、これから得られる加速度
に応じて指揮動作を検出するようにしたが、これに限ら
ず、たとえば、角速度センサ(ジャイロセンサ)、磁気
や光を利用したセンサを用いて検出された信号に応じて
指揮動作を検出するようにしてもよく、また手や指に直
接センサを装着するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the baton 30 is provided with the acceleration sensors 31 and 32 and the commanding motion is detected according to the acceleration obtained from this, but the invention is not limited to this, and the angular velocity sensor ( A command operation may be detected according to a signal detected using a gyro sensor), a sensor using magnetism or light, or the sensor may be directly attached to a hand or a finger.

【0080】さらに、本実施の形態では、主として汎用
コンピュータを用いて音楽制御装置を構成したが、これ
に限らず、専用の機器により構成してもよい。
Further, in the present embodiment, the music control device is mainly composed of a general-purpose computer, but the present invention is not limited to this, and it may be composed of a dedicated device.

【0081】なお、上述した各実施の形態の機能を実現
するソフトウェアのプログラムを記録した記憶媒体を、
システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置
のコンピュータ(またはCPU7やMPU)が記憶媒体
に格納されたプログラムを読出し実行することによって
も、本発明の目的が達成されることは云うまでもない。
A storage medium in which a software program for realizing the functions of the above-described embodiments is recorded is
Needless to say, the object of the present invention can be achieved by supplying the system or device to the computer (or the CPU 7 or MPU) of the system or device to read and execute the program stored in the storage medium.

【0082】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラム自体が本発明の新規な機能を実現することになり、
そのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成する
ことになる。
In this case, the program itself read from the storage medium realizes the novel function of the present invention,
The storage medium storing the program constitutes the present invention.

【0083】プログラムを供給するための記憶媒体とし
ては、たとえば、前記HDD13のハードディスク、C
D−ROM41,MO,MD,フロッピーディスク4
0、CD−R(CD- Recordable)、磁気テープ、不揮発
性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。
また、他のMIDI機器100や通信ネットワーク10
1を介してサーバコンピュータ102からプログラムが
供給されるようにしてもよい。
As a storage medium for supplying the program, for example, a hard disk of the HDD 13 or C
D-ROM 41, MO, MD, floppy disk 4
0, CD-R (CD-Recordable), magnetic tape, non-volatile memory card, ROM, etc. can be used.
In addition, another MIDI device 100 or communication network 10
Alternatively, the program may be supplied from the server computer 102 via 1.

【0084】また、コンピュータが読出したプログラム
を実行することにより、上述した各実施の形態の機能が
実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づ
き、コンピュータ上で稼働しているOSなどが実際の処
理の一部または全部を行い、その処理によって上述した
実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは云
うまでもない。
Further, by executing the program read by the computer, not only the functions of the respective embodiments described above are realized, but also the OS and the like running on the computer are actually executed based on the instructions of the program. It goes without saying that a case where a part or all of the processing of (1) is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included.

【0085】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコン
ピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリ
に書込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その
機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU7な
どが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によ
って上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含
まれることは云うまでもない。
Further, after the program read from the storage medium is written in the memory provided in the function expansion board inserted in the computer or the function expansion unit connected to the computer, the function is executed based on the instruction of the program. It goes without saying that the case where the CPU 7 or the like included in the expansion board or the function expansion unit performs some or all of the actual processing and the processing realizes the functions of the above-described embodiments is also included.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に依れば、
自動演奏される音楽から抽出された音楽要素および認識
された人の動作候補に基づいて、ファジィ推論により、
前記認識された人の動作候補が判定されるので、認識対
象が多い場合にも認識率が向上し、これにより、音楽の
表現力をさらに向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
Based on music elements extracted from automatically played music and recognized human motion candidates , by fuzzy reasoning,
Since the recognized motion candidates of the person are determined, the recognition rate is improved even when there are many recognition targets, and thus the expressiveness of music can be further improved.

【0087】また、本発明に依れば、自動演奏の演奏
ンポに基づいて、動認識手段により拍打動作候補
された時点における拍打の生起可能性が予測され、こ
の予測された拍打生起可能性および前記動作認識手段に
よる認識結果に基づいて、当該人の動作がファジィ推論
により判定されるので、認識率をさらに向上させること
ができる。
[0087] Further, according to the present invention, based on the play Te <br/> down port of the automatic performance, it beats punching motion candidates by operation recognition means sure
Occurrence possibility of beats hitting the identified point in time is predicted, to the predicted beat striking occurrence likelihood and the motion recognizing means
Since the person's motion is determined by fuzzy inference based on the recognition result by the recognition result , the recognition rate can be further improved.

【0088】さらに、好ましくは、前記所定の音楽要素
として拍タイミングまたは音符の位置が抽出され、この
拍タイミングまたは音符の位置に基づいて、前記動作
手段により拍打動作候補認識された時点における拍
打の生起可能性分布が演算され、この演算された拍打生
起可能性分布および前記動作認識手段による認識結果
基づいて、当該人の動作がファジィ推論により判定され
るので、認識率をさらに向上させることができる。
Further, preferably, the beat timing or the position of the note is extracted as the predetermined music element, and the operation recognition is performed based on the beat timing or the position of the note.
Occurrence possibility distribution of beats hitting at the time of the beat striking motion candidates is recognized by identification means is calculated, based on the recognition result by the computed beat striking occurrence possibility distribution and the motion recognizing means, the operation of the people fuzzy reasoning Since it is determined by, the recognition rate can be further improved.

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

【図1】本発明の一実施の形態に係る音楽制御装置の概
略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a music control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の音楽制御装置のうち、主としてコンピュ
ータが実行する制御処理を説明するためのブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram for explaining control processing mainly executed by a computer in the music control device in FIG.

【図3】図2のベクトル量子化部が行うHMM認識処理
を詳細に説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining in detail an HMM recognition process performed by the vector quantization unit in FIG.

【図4】図2の拍打生起可能性予測部がファジィ推論を
行うときに用いられるメンバシップ関数の一例を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a membership function used when the beat occurrence probability prediction unit of FIG. 2 performs fuzzy inference.

【図5】図2の拍打生起可能性分布計算部がファジィ推
論を行うときに用いられるメンバシップ関数の一例を示
す図である。
5 is a diagram showing an example of a membership function used when the beat occurrence probability distribution calculation unit of FIG. 2 performs fuzzy inference.

【図6】図2の総合判定部がファジィ推論を行うときに
用いられるメンバシップ関数の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a membership function used when the comprehensive judgment unit of FIG. 2 performs fuzzy inference.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 CPU(動作認識手段、自動演奏手段、音楽要素抽
出手段) 31 加速度センサ(動作認識手段) 32 加速度センサ(動作認識手段) 53 ベクトル量子化部(動作認識手段) 54 HMM認識部(動作認識手段) 55 HMMデータベース(動作認識手段) 56 拍打生起可能性予測部(音楽要素抽出手段) 57 拍打生起可能性分布計算部(音楽要素抽出手段) 58 総合判定部(ファジィ判定手段) 59 MIDI再生部(自動演奏手段) 60 MIDIデータベース(自動演奏手段)
7 CPU (motion recognition means, automatic performance means, music element extraction means) 31 Acceleration sensor (motion recognition means) 32 Acceleration sensor (motion recognition means) 53 Vector quantization section (motion recognition means) 54 HMM recognition section (motion recognition means) ) 55 HMM database (motion recognition means) 56 beat occurrence probability prediction section (music element extraction means) 57 beat occurrence probability distribution calculation section (music element extraction means) 58 comprehensive determination section (fuzzy determination means) 59 MIDI playback section ( Automatic playing means) 60 MIDI database (Automatic playing means)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 人の動作に基づいて発生された信号か
ら、人の動作候補を認識する動作認識手段と、 音楽を自動演奏する自動演奏手段と、 該演奏される音楽から所定の音楽要素を抽出する音楽要
素抽出手段と、 該抽出された音楽要素および前記動作認識手段による認
識結果に基づいて、ファジィ推論により、当該人の動作
を判定するファジィ判定手段とを有することを特徴とす
る音楽制御装置。
1. A motion recognition means for recognizing a motion candidate of a person from a signal generated based on a motion of a person, an automatic performance means for automatically playing music, and a predetermined music element from the music to be played. Music control comprising: music element extraction means for extracting; and fuzzy judgment means for judging the motion of the person by fuzzy inference based on the extracted music elements and the recognition result by the motion recognition means. apparatus.
【請求項2】 人の動作に基づいて発生された信号か
ら、人の指揮動作における拍打動作候補を認識する動作
認識手段と、 自動演奏の演奏テンポに基づいて、前記拍打動作候補が
認識された時点における拍打の生起可能性を予測する拍
打生起可能性予測手段を含むファジィ判定手段であっ
て、前記動作認識手段による認識結果および前記予測さ
れた拍打生起可能性に基づいて、ファジィ推論により、
当該人の拍打動作を判定するものとを有することを特徴
とする音楽制御装置。
2. A beat recognizing means for recognizing a beat motion candidate in a human conducting motion from a signal generated based on a human motion, and the beat motion candidate being recognized based on a performance tempo of an automatic performance. A fuzzy determination means including a beat occurrence possibility prediction means for predicting a beat occurrence probability at a time point, based on a recognition result by the motion recognition means and the predicted beat occurrence probability, by fuzzy inference,
A music control device comprising: a person who determines a beat motion of the person.
【請求項3】 前記動作認識手段によって認識される人
の動作候補は、指揮動作における拍打動作候補であり、 前記所定の音楽要素は、当該演奏される音楽の拍タイミ
ングまたは音符の位置であり、 前記ファジィ判定手段は、該抽出された拍タイミングま
たは音符の位置に基づいて、前記拍打動作候補が認識さ
れた時点における拍打の生起可能性分布を演算する拍打
生起可能性演算手段を含み、 前記動作認識手段による認識結果および前記演算された
拍打生起可能性分布に基づいて、当該人の拍打動作を判
定することを特徴とする請求項1記載の音楽制御装置。
3. The motion candidate of the person recognized by the motion recognition means is a beat motion candidate in a conducting motion, and the predetermined music element is a beat timing or a note position of the music to be played, The fuzzy determination unit includes a beat occurrence probability calculation unit that calculates a beat occurrence probability distribution at a time point when the beat operation candidate is recognized, based on the extracted beat timing or the position of the note. The music control device according to claim 1, wherein the beat motion of the person is determined based on the recognition result by the recognition means and the calculated beat occurrence probability distribution.
【請求項4】 人の動作に基づいて発生された信号か
ら、人の動作候補を認識する動作認識モジュールと、 音楽を自動演奏する自動演奏モジュールと、 該演奏される音楽から所定の音楽要素を抽出する音楽要
素抽出モジュールと、 該抽出された音楽要素および前記動作認識手段による認
識結果に基づいて、ファジィ推論により、当該人の動作
を判定するファジィ判定モジュールとを含むプログラム
であって、コンピュータが実現できるプログラムを格納
した、コンピュータ読み出し可能な記憶媒体。
4. A motion recognition module for recognizing a human motion candidate from a signal generated based on a human motion, an automatic performance module for automatically playing music, and a predetermined music element from the played music. A program including a music element extraction module for extracting, and a fuzzy judgment module for judging the motion of the person by fuzzy inference based on the extracted music element and the recognition result by the motion recognition means.
A computer-readable storage medium that stores a program that can be realized by a computer .
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