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JP6677041B2 - Performance analyzer and program - Google Patents
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Description

この発明は、バイオリン、ヴィオラ、チェロ、コントラバス等の擦弦楽器の演奏音を含む音響信号から該擦弦楽器の演奏における運弓状態を分析する演奏分析装置に関し、更には、そのためのコンピュータ実行可能なプログラムに関する。   The present invention relates to a performance analyzer for analyzing a bowing state in the performance of a bowed instrument from a sound signal including a performance sound of a bowed instrument such as a violin, viola, cello, and contrabass, and further, a computer-executable apparatus therefor. About the program.

バイオリン等の擦弦楽器の演奏においては、運弓順(アップ/ダウン)を正確に行うことが要求される。例えば、バイオリン演奏教習においては、運弓順が正確に行われたか否か評価することは1つの重要なファクタとなっている。そのような運弓評価は、例えば演奏者が実施する演奏操作を可視的に確認することで行い得るが、人間による直接的視認によらずに、自動的に行えるようにすることが好ましい。よって、本発明は、擦弦楽器の演奏音の音響信号から該擦弦楽器の演奏における運弓状態を直接的に分析し得る技術を提供することを意図している。   In playing a bowed instrument such as a violin, it is required that the bowing order (up / down) be performed accurately. For example, in a violin playing lesson, evaluating whether or not the bowing order was performed correctly is one important factor. Such bowing evaluation can be performed, for example, by visually confirming the performance operation performed by the player, but it is preferable that the bowing evaluation can be automatically performed without direct visual recognition by a human. Therefore, the present invention intends to provide a technique capable of directly analyzing a bowing state in playing a bowed instrument from an acoustic signal of a playing sound of the bowed instrument.

ところで、バイオリン等の擦弦楽器の運弓に関連する技術は種々知られている。例えば、下記特許文献1においては、バイオリンのリアルタイム演奏に応じて、奏者により操作された弓のストローク速度、圧力、発音点(弓が接触する弦上の位置)をセンサを用いて検出し、検出結果を示す電気信号を生成することが示されている。しかし、これは演奏音の音響信号から擦弦楽器の運弓状態を分析できるものではない。下記特許文献2においては、MIDI規格の演奏データにおける音量値(ベロシティ値)から弓の移動速度を算出し、その値を用いて弓の折り返し位置を検出する(具体的には、算出した移動速度に基づいて弓の軌跡を算出し、この軌跡と弓の長さを示すパラメータとを比較することにより、弓の折り返し位置を検出し、この時刻を求める)ことが示されている。これは、MIDI規格の演奏データに対して運弓状態に応じた制御データを付加することを意図する技術であり、これも、演奏音の音響信号から擦弦楽器の運弓状態を分析できるものではない。また、音量値から弓の移動速度を算出することに基づき弓の折り返し位置を検出するので、弓の折り返しを素早く検出することには適していない。   By the way, various techniques related to bowing of a bowed musical instrument such as a violin are known. For example, in Patent Literature 1 below, in accordance with a real-time performance of a violin, a stroke speed, a pressure, and a sounding point (a position on a string where the bow touches) of a bow operated by a player are detected using a sensor. It has been shown to generate an electrical signal indicative of the result. However, this cannot analyze the bowing state of the bowed instrument from the acoustic signal of the performance sound. In Patent Document 2 below, a moving speed of a bow is calculated from a volume value (velocity value) in performance data of the MIDI standard, and a return position of the bow is detected using the value (specifically, the calculated moving speed). , The trajectory of the bow is calculated, and the trajectory is compared with a parameter indicating the length of the bow to detect the turn-back position of the bow and obtain this time). This is a technique intended to add control data according to the bowing state to performance data of the MIDI standard, and also cannot analyze the bowing state of a bowed instrument from an acoustic signal of a performance sound. Absent. Further, since the position of the bow turn is detected based on the calculation of the moving speed of the bow from the volume value, it is not suitable for quickly detecting the turn of the bow.

更に、下記特許文献3においては、電子譜面データの音符番号に対して、運弓パターンの抽出においてボウイング(運弓)が変わらないようにするための運弓ポイントである固定ポイントを入力し、固定ポイントに従って、運弓パターンを決定して運弓パターンとして抽出し、該抽出された運弓パターンを付した運弓譜を出力することが示されている。しかし、これも、演奏音の音響信号から擦弦楽器の運弓状態を分析できるものではない。また、下記特許文献4においては、ギターのような撥弦楽器の演奏音をマイクロホンで電気信号に変換し、該演奏音の電気信号と予め定められた評価基準を比較することにより、複数本の弦を1ストローク掻き鳴らすストローク演奏が行われたことを検出し評価することが示されている。これも、演奏音の音響信号から擦弦楽器の運弓状態を分析できるものではない。   Further, in Patent Document 3 below, a fixed point, which is a bowing point for preventing a bowing (bowing) from changing in the bowing pattern extraction, is input to a note number of the electronic musical score data, and is fixed. It is shown that a bowing pattern is determined according to points, extracted as a bowing pattern, and a bowing score with the extracted bowing pattern is output. However, this also cannot analyze the bowing state of the bowed instrument from the acoustic signal of the performance sound. Further, in Patent Document 4 described below, a plurality of strings are produced by converting the performance sound of a plucked musical instrument such as a guitar into an electric signal using a microphone and comparing the electric signal of the performance sound with a predetermined evaluation criterion. Is detected and evaluated that a stroke performance of stroking is performed for one stroke. This also cannot analyze the bowing state of the bowed instrument from the acoustic signal of the performance sound.

下記特許文献5においては、弓等の可動演奏部材を用いて演奏を行なう擦弦楽器をシミュレートするのに適した電子楽器の楽音制御装置が示されており、弦相当部材と弓とを摩擦させることによりリアルタイムに発生する摩擦音をフィルタ処理することにより弓圧および弓速の楽音制御信号を生成し、擦弦楽器シミュレート音を該楽音制御信号によって制御するようにしている。これは、サイレントバイオリンのように擦弦楽器音をシミュレートするための技術であり、演奏音の音響信号から擦弦楽器の運弓状態を分析できるものではない。   Patent Literature 5 below discloses a musical tone control device for an electronic musical instrument suitable for simulating a bowed musical instrument performing using a movable playing member such as a bow. Thus, a fricative sound generated in real time is filtered to generate a tone control signal for bow pressure and bow speed, and a simulated sound of a bowed instrument is controlled by the tone control signal. This is a technique for simulating the sound of a bowed instrument like a silent violin, and cannot analyze the bowing state of a bowed instrument from an acoustic signal of a performance sound.

特開平05−127589号公報JP 05-127589 A 特開2001−159892号公報JP 2001-159892 A 特開2009−265516号公報JP 2009-265516 A 特開2011−069900号公報JP 2011-0699900 A 特開平05−165465号公報JP 05-165465 A

この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、擦弦楽器の音響信号から該擦弦楽器の演奏における運弓状態を分析する演奏分析装置及びプログラムを提供しようとするものであり、特に、弓の返し操作を効率的に検出できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a performance analyzer and a program for analyzing a bowing state in playing of a bowed instrument from an acoustic signal of the bowed instrument. The object of the present invention is to make it possible to efficiently detect the return operation of.

この発明に係る演奏分析装置は、音響信号を取得する取得部と、前記音響信号から対象擦弦楽器の音域外の信号成分を抽出する抽出部と、前記抽出した信号成分のレベルに基づき弓操作タイミングを検出する検出部とを備える。   A performance analysis device according to the present invention includes: an acquisition unit that acquires an acoustic signal; an extraction unit that extracts a signal component outside the range of a target bowed instrument from the acoustic signal; and a bow operation timing based on the level of the extracted signal component. And a detection unit that detects

擦弦楽器においては、弓を返す操作をしたとき、パルス性のノイズが発生する。そのようなノイズは、該擦弦楽器の音域外の成分(例えば楽器本来の音域よりも低域の成分)を含む。そこで、擦弦楽器の演奏音の音響信号から該擦弦楽器の音域外の信号成分を抽出し、この信号成分のレベルに基づき(例えば該レベルが所定閾値以上であることを判断し)、弓を返す操作をしたときのパルス性のノイズが発生したことを検出することができる。これにより、弓操作タイミング(弓の返し操作タイミング)を検出することができる。   In a bowed musical instrument, when an operation of returning a bow is performed, pulse noise is generated. Such noise includes a component outside the range of the bowed instrument (for example, a component in a lower range than the original range of the instrument). Therefore, a signal component outside the range of the bowed instrument is extracted from the acoustic signal of the performance sound of the bowed instrument, and the bow is returned based on the level of this signal component (for example, it is determined that the level is equal to or greater than a predetermined threshold). It is possible to detect the occurrence of pulse noise when the operation is performed. Thereby, the bow operation timing (bow return operation timing) can be detected.

この発明は、装置の発明として実施しうるのみならず、前記演奏分析装置の機能を実現するステップを、コンピュータに実行させるプログラムの発明として、実施及び構成されてよい。   The present invention may be embodied not only as an invention of a device, but also as an invention of a program for causing a computer to execute the steps for realizing the functions of the performance analysis device.

この発明によれば、取得した音響信号中の特定の音域成分に基づき弓操作タイミングを検出するので、複雑な処理が不要であり、弓の返し操作を効率的に検出することができる、という優れた効果を奏する。   According to the present invention, since the bow operation timing is detected based on the specific sound range component in the acquired sound signal, complicated processing is unnecessary, and the bow return operation can be efficiently detected. It has the effect.

この発明の一実施形態に係る演奏分析装置の構成例を説明する概念的ブロック図。1 is a conceptual block diagram illustrating a configuration example of a performance analysis device according to an embodiment of the present invention. (a)は取得した音響信号の一例を音量エンベロープによって示し、(b)は対象擦弦楽器の音域外の低域ノイズ信号の一例を示す図。FIG. 3A is a diagram illustrating an example of an acquired acoustic signal by a volume envelope, and FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a low-frequency noise signal outside a sound range of a target bowed instrument. コンピュータを使用して演奏分析装置を構成する場合の電気的ハードウェア構成例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an example of an electrical hardware configuration when a performance analysis device is configured using a computer. 運弓方向推定処理例を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating an example of bowing direction estimation processing. 評価及び表示処理例を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating an example of evaluation and display processing. 図5の評価及び表示処理に応じた表示例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a display example according to the evaluation and display processing of FIG. 5.

図1は、一実施形態に係る演奏分析装置の構成例を説明する概念的ブロック図である。演奏分析装置100は、擦弦楽器の演奏に応じて発生された音響信号から運弓状態(弓操作タイミングつまり弓の返しのタイミングや運弓方向など)を分析するように機能し、例えば、擦弦楽器の演奏法を教習する目的あるいは擦弦楽器の演奏を評価する目的等、任意の多様な目的で利用され得る。演奏分析装置100は、大別して、取得部10と、抽出部11と、検出部12と、推定部13と、評価部14と、音域設定部15と、表示部16を含む。演奏分析装置100は、例えば汎用のパーソナルコンピュータなど、各部の動作(後述するオーディオ信号を分析する各種処理)を実行可能な何らかのコンピュータ装置により構成されてよく、あるいは、各部の動作を実行可能なように構成された専用ハードウェア装置(集積回路等)からなっていてもよい。   FIG. 1 is a conceptual block diagram illustrating a configuration example of a performance analysis device according to an embodiment. The performance analysis device 100 functions to analyze the bowing state (bow operation timing, ie, bow return timing and bowing direction, etc.) from an acoustic signal generated in accordance with the performance of the bowed instrument. It can be used for any variety of purposes, such as for learning the playing method of the ensemble or for evaluating the performance of the bowed instrument. The performance analysis device 100 roughly includes an acquisition unit 10, an extraction unit 11, a detection unit 12, an estimation unit 13, an evaluation unit 14, a range setting unit 15, and a display unit 16. The performance analyzer 100 may be constituted by any computer device such as a general-purpose personal computer capable of executing the operation of each unit (various processes for analyzing an audio signal described later), or may be capable of executing the operation of each unit. And a dedicated hardware device (such as an integrated circuit) configured as described above.

取得部10は、分析対象として、擦弦楽器の演奏に応じて発生された音響信号ASを取得する。取得部10は、例えばマイク等の収音手段を介して、ユーザの楽器演奏音をリアルタイムに取得しデジタル変換することにより、音響信号ASを取得するように構成されていてもよいし、あるいは、ユーザの楽器演奏音のデータを記録した記録媒体から該記録されたデータを取得する、あるいは、通信ネットワークを介して遠隔地から音響信号ASを取得するように構成されてもよい。その場合、外部から取得する音響信号ASの符号化形式はPCM形式に限らず、適宜の圧縮形式でデータ圧縮されたものであってもよく、取得部10は必要に応じて音響圧縮データの復号化機能を有するものであってよい。なお、取得した音響信号ASはFIFOあるいはRAM等において適宜バッファ記憶され、その音量エンベロープが時系列的に検出され、後述する運弓推定処理で利用するために一時保存される。図2(a)は、取得部10によって取得した音響信号ASの一例を音量エンベロープによって示す。   The acquisition unit 10 acquires, as an analysis target, an acoustic signal AS generated according to a performance of a bowed musical instrument. The acquisition unit 10 may be configured to acquire the acoustic signal AS by acquiring the musical performance of the user's instrument in real time via a sound collecting means such as a microphone and converting the acquired sound to digital, or The recorded data may be obtained from a recording medium on which data of the musical performance sound of the user is recorded, or the sound signal AS may be obtained from a remote place via a communication network. In this case, the encoding format of the audio signal AS acquired from the outside is not limited to the PCM format, and may be data compressed in an appropriate compression format. The acquisition unit 10 may decode the audio compression data as necessary. It may have a chemical function. The acquired acoustic signal AS is buffer-stored as appropriate in a FIFO or a RAM, and its volume envelope is detected in a time series, and is temporarily stored for use in bowing estimation processing described later. FIG. 2A illustrates an example of the acoustic signal AS acquired by the acquisition unit 10 using a volume envelope.

抽出部11は、前記取得した音響信号から、分析対象とする擦弦楽器の音域外の信号成分を抽出する。このように擦弦楽器の音域外の信号成分を抽出する理由は、弓操作によって生じる弦の振動に基づく正規の演奏音の信号成分(つまり、対象擦弦楽器の音域内の信号成分)を除外し、弓の返し操作時の摩擦ノイズを抽出することを意図している。例えば、分析対象擦弦楽器がバイオリンであるとすると、バイオリンの音域は音名G3〜D#7の範囲であるから、倍音成分も含めてその音域の周波数成分を含む帯域以外の任意の帯域に属する信号成分を抽出する。なお、一般に弦楽器音にはかなり高域まで倍音成分が含まれるので、対象擦弦楽器の音域外の信号成分として、低域側の信号成分を抽出するのがよい。一例として、抽出部11は、分析対象擦弦楽器がバイオリンの場合、例えば10Hz〜100Hz程度の帯域の低域バンドパスフィルタ(あるいは100Hz程度を高域カットオフ周波数とするローパスフィルタ)により、低域の信号成分を抽出するようにしてよい。勿論、この低域バンドパスフィルタ(ローパスフィルタ)が抽出する低周波数帯域は、対象擦弦楽器の音域に応じて可変設定される。例えば、分析対象擦弦楽器がヴィオラの場合、抽出部11における低域バンドパスフィルタ(ローパスフィルタ)の通過帯域は、バイオリンの場合よりも低い高域カットオフ周波数より低域側の信号成分を抽出するように設定される。また、分析対象擦弦楽器がチェロあるいはコントラバスの場合、それぞれに応じた更に低い高域カットオフ周波数が設定され、それぞれの高域カットオフ周波数より低域側の信号成分を抽出するように設定される。   The extracting unit 11 extracts, from the acquired acoustic signal, a signal component outside the range of the bowed instrument to be analyzed. The reason for extracting the signal component outside the range of the bowed instrument in this way is to exclude the signal component of the normal performance sound based on the vibration of the string caused by the bow operation (that is, the signal component within the range of the target bowed instrument), It is intended to extract friction noise during bow turning operation. For example, assuming that the bowed instrument to be analyzed is a violin, the violin has a range of pitch names G3 to D # 7, and therefore belongs to any band other than the band including the frequency component of the range including overtone components. Extract signal components. Since a stringed instrument sound generally includes harmonic components to a considerably high frequency range, it is preferable to extract a low-frequency side signal component as a signal component outside the range of the target bowed instrument. As an example, when the bowed musical instrument to be analyzed is a violin, the extraction unit 11 uses a low-pass band-pass filter having a band of about 10 Hz to 100 Hz (or a low-pass filter having a high-frequency cutoff frequency of about 100 Hz) to generate a low-frequency band. The signal component may be extracted. Of course, the low-frequency band extracted by this low-pass bandpass filter (low-pass filter) is variably set according to the range of the target bowed instrument. For example, when the bowed instrument to be analyzed is a viola, the pass band of the low-pass band-pass filter (low-pass filter) in the extraction unit 11 extracts a signal component on the lower frequency side than a high-frequency cutoff frequency lower than the violin. It is set as follows. Further, when the bowed instrument to be analyzed is a cello or a contrabass, a lower high-frequency cutoff frequency corresponding to each is set, and a signal component on a lower frequency side than each high-frequency cutoff frequency is set. You.

図2(b)は、(a)の音響信号に対応して抽出部11によって抽出された対象擦弦楽器音域外の低域ノイズ信号の一例を示す。低域ノイズ信号がスパイク状に高レベルを示す箇所が、弓の返し操作時に顕著な摩擦ノイズが生じた箇所を示している。検出部12は、前記抽出した楽器音域外の信号成分(低域ノイズ信号)のレベルに基づき、該レベルが所定閾値を超えた時点を、弓の返し操作が行われたタイミング(弓操作タイミング)t1,t2,t3,・・・として検出する。このようにして音響信号から検出した弓操作タイミングt1,t2,t3,・・・を示す弓操作タイミング検出情報BDは、様々な用途で利用され得る。例えば、次に述べるように、運弓方向を推定するために推定部13において利用される。あるいは、音響信号ASに含まれる個々の演奏音(音符)の立ち上がりを示す信号として、その他の利用装置17において適宜利用され得る。   FIG. 2B shows an example of a low-frequency noise signal outside the range of the target bowed string instrument extracted by the extraction unit 11 corresponding to the acoustic signal of FIG. The portion where the low-frequency noise signal shows a high level in a spike shape indicates a portion where significant friction noise has occurred during the bowing operation. Based on the level of the extracted signal component (low-frequency noise signal) outside the musical range of the instrument, the detecting unit 12 determines when the level exceeds a predetermined threshold at the timing of the bow returning operation (bow operation timing). Detected as t1, t2, t3,... The bow operation timing detection information BD indicating the bow operation timings t1, t2, t3,... Detected from the acoustic signal in this manner can be used in various applications. For example, as described below, it is used in the estimating unit 13 to estimate the bowing direction. Alternatively, it can be appropriately used in the other use device 17 as a signal indicating the rising of each performance sound (note) included in the acoustic signal AS.

推定部13は、検出部12によって検出した弓操作タイミングを示す弓操作タイミング検出情報BDに基づき運弓方向を推定する。擦弦楽器の標準的な運弓は、上げ弓操作と下げ弓操作を交互に行うことからなるため、少なくとも適宜の部分的演奏区間に関して、最初の運弓方向が特定されれば、以後は弓操作タイミング毎に運弓方向が切り換わると推定することによって、弓操作タイミング検出情報BDのみに基づき運弓方向を推定することができる。   The estimating unit 13 estimates the bowing direction based on the bowing operation timing detection information BD indicating the bowing operation timing detected by the detecting unit 12. Since the standard bowing operation of a bowed instrument consists of alternately performing the raising bow operation and the lowering bow operation, if the initial bowing direction is specified for at least an appropriate partial performance section, the bowing operation is thereafter performed. By estimating that the bowing direction switches at each timing, it is possible to estimate the bowing direction based only on the bow operation timing detection information BD.

より確度の高い運弓方向の推定手法は、演奏音の音響信号ASの音量を考慮に入れることである。同程度の力で操作したとき、上げ弓による音よりも下げ弓による音の方が大きな音量が得られることが知られているので、一実施例において、推定部13は、隣接する弓操作タイミングで挟まれた各区間における音響信号ASの音量の相互関係(すなわち隣接する区間の音量の相互関係)に基づき、前記検出された各弓操作タイミングにおける運弓方向を推定するように構成してよい。より具体的には、検出部12によって検出した或る弓操作タイミング(仮にこれを第1の弓操作タイミングという;例えば図2(b)におけるt2)を始点とする区間(仮にこれを第1区間という)における音響信号ASの音量が、その直前の弓操作タイミング(仮にこれを第2の弓操作タイミングという;例えば図2(b)におけるt1)を始点とする区間(仮にこれを第2区間という)における音響信号ASの音量よりも大きく、かつその音量差が所定の第1閾値より大きい場合第1運弓方向(下げ弓)と推定し、前記第1の弓操作タイミングにおける音響信号ASの音量が前記第2の弓操作タイミング音響信号ASの音量よりも小さく、かつその音量差が所定の第2閾値より小さい場合第2運弓方向(上げ弓)と推定するように構成してよい。   A more accurate bowing direction estimation method is to take into account the volume of the acoustic signal AS of the performance sound. It is known that, when operated with the same level of force, a loud bow sounds more loudly than an up bow sound, so in one embodiment, the estimating unit 13 determines the adjacent bow operation timing May be configured to estimate the bowing direction at each of the detected bow operation timings based on the correlation between the sound volumes of the acoustic signals AS in the sections sandwiched by (i.e., the correlation between the volumes in the adjacent sections). . More specifically, a section starting from a certain bow operation timing (tentatively referred to as a first bow operation timing; for example, t2 in FIG. 2B) detected by the detection unit 12 (tentatively defining this as a first section) ), The volume of the acoustic signal AS in the section starting from the immediately preceding bow operation timing (this is temporarily referred to as a second bow operation timing; for example, t1 in FIG. 2B) (this is temporarily referred to as a second section). ), The sound volume of the sound signal AS at the first bow operation timing is estimated when the sound volume difference is larger than a predetermined first threshold value when the sound volume difference is larger than a predetermined first threshold value. Is smaller than the volume of the second bow operation timing sound signal AS, and if the volume difference is smaller than a predetermined second threshold value, it is estimated to be the second bowing direction (raising bow). Good.

図2においては、弓操作タイミング検出情報BDが示す弓操作タイミングt1,t2,t3,・・・と音響信号ASの音量との組み合わせによって推定される運弓方向の一例を符号UとDによって示している。Dは下げ弓、Uは上げ弓を示す。例えば、検出された或る弓操作タイミングt2を始点とする区間における音響信号AS2の音量は、その直前の弓操作タイミングt1を始点とする区間における音響信号AS1の音量よりも所定の第2閾値より小さいので、運弓方向は上げ弓Uと推定される。逆に、或る弓操作タイミングt1を始点とする区間における音響信号AS1の音量は、その直後の弓操作タイミングt2を始点とする区間における音響信号AS2の音量よりも所定の第1閾値より大きいので、運弓方向は下げ弓Dと推定することが可能である。以下、同様に、或る弓操作タイミングt3を始点とする区間における音響信号AS3の音量は、その直前の弓操作タイミングt2を始点とする区間における音響信号AS2の音量よりも所定の第1閾値より大きいので、運弓方向は下げ弓Dと推定される。なお、音量の大小は、それぞれの音量エンベロープの最大値を比較することによって判定できるし、あるいは最大値の代わりに平均値で判定してもよい。なお、これらの閾値は適宜に定めてよい。 In FIG. 2, reference numerals U and D indicate examples of bowing directions estimated by a combination of the bow operation timings t1, t2, t3,... Indicated by the bow operation timing detection information BD and the volume of the acoustic signal AS. ing. D indicates a down bow, and U indicates an up bow. For example, the volume of the sound signal AS 2 in the section that starts a certain arch operation timing t2 that has been detected, a second predetermined than the volume of the sound signal AS 1 in a section that starts the bow operation timing t1 immediately before Since it is smaller than the threshold value, the bowing direction is estimated to be the upward bow U. Conversely, the volume of the sound signal AS 1 in a section that starts a certain arch operation timing t1 is than a predetermined first threshold value than the volume of the sound signal AS 2 in the section that starts the bow operation timing t2 immediately thereafter Since it is large, the bowing direction can be estimated to be the downbow D. Hereinafter, similarly, some bow volume of the sound signal AS 3 the operation timing t3 in the section to the start point, the first predetermined than the volume of the sound signal AS 2 in the section that starts the bow operation timing t2 immediately preceding Since it is larger than the threshold value, the bowing direction is estimated to be the downward bow D. The magnitude of the volume can be determined by comparing the maximum value of each volume envelope, or may be determined by an average value instead of the maximum value. Note that these thresholds may be determined as appropriate.

なお、推定部13は、1音毎の弓の上げ下げを推定することに限らず、1音中のトレモロ演奏における弓の交互の上げ下げを推定するように構成してもよいし、あるいはスラー演奏における同一方向への弓の返し操作の繰り返しを推定するように構成してもよい。その場合、トレモロあるいはスラー等の推定対象奏法に応じて、たとえば前記第1閾値及び/又は第2閾値の値をそれぞれ適切に設定するものとする。   The estimating unit 13 is not limited to estimating the bow raising / lowering for each sound, and may be configured to estimate the alternate raising / lowering of a bow in a tremolo performance during one sound, or may be configured to estimate a bow in a slur performance. It may be configured to estimate the repetition of the bow returning operation in the same direction. In this case, for example, the values of the first threshold value and / or the second threshold value are appropriately set according to the estimation target performance method such as tremolo or slur.

表示部14は、推定部13によって推定された運弓方向を示す情報を可視的に提示する装置である。推定された運弓方向を可視的に提示する場合、任意の表示形態を採用してよい。例えば、運弓方向を示す適宜のアイコン(例えばUとD)を時系列順に単純に並べて表示してもよいし、あるいは、取得した音響信号ASが演奏している楽曲の楽譜表示上の各音符に対応づけて、推定された運弓方向を示すアイコンを表示してもよい。この表示はディスプレイ表示に限らず、プリンタによる印刷出力であってもよい。なお、推定された運弓方向を示す情報の提示は可視的手法に限らず、報知音等により可聴的に提示するようにしてもよい。また、推定された運弓方向を示す情報を記録媒体に記録しておき、後に記録媒体から読み出して可視的又は可聴的に提示するようにしてもよい。このように、推定された運弓方向を示す情報を可視的又は可聴的に提示することは、例えば擦弦楽器の教習の場において生徒が演奏した音響信号ASに基づきその運弓が適切であるか教師が評価するような場合に役立つのは勿論のこと、生徒又は演奏者自身が自分の運弓が適切であったかどうかを確認するためにも役立つ。   The display unit 14 is a device that visually presents information indicating the bowing direction estimated by the estimation unit 13. When visually indicating the estimated bowing direction, any display form may be adopted. For example, appropriate icons (for example, U and D) indicating the bowing direction may be simply arranged and displayed in chronological order, or each note on the musical score display of the music played by the acquired acoustic signal AS may be displayed. An icon indicating the estimated bowing direction may be displayed in association with. This display is not limited to a display, and may be a printout by a printer. The presentation of the information indicating the estimated bowing direction is not limited to the visual method, and may be presented audibly by a notification sound or the like. Alternatively, information indicating the estimated bowing direction may be recorded on a recording medium, and later read out from the recording medium and presented visually or audibly. As described above, visually or audibly presenting the information indicating the estimated bowing direction is based on, for example, whether the bowing is appropriate based on the sound signal AS played by the student at the place of training the bowed instrument. It is useful not only for teachers to evaluate, but also for students or performers themselves to confirm that their bowing was appropriate.

評価部15は、取得した音響信号ASが演奏している楽曲に関する模範の運弓方向を示す情報と前記推定部13によって推定された運弓方向を示す情報とを比較することにより、前記取得した音響信号ASにおける運弓を評価するように構成されている。この評価結果は表示部14を介してユーザ(教師、生徒又は演奏者等)に対して提示し得る。評価結果の表示形態としては、任意のものを採用しうる。例えば、取得した音響信号ASが演奏している楽曲の楽譜をディスプレイ画面に表示して、楽譜上の各音符に対応して評価結果を示すアイコン(正しい運弓であったことを示すアイコンと、間違った運弓であったことを示すアイコンなど)を表示するようにしてよい。あるいは、評価結果に基づき運弓を採点したスコアを提示するようにしてもよい。また、評価部15による評価結果は、ユーザ(生徒又は演奏者)毎に記録媒体内に蓄積記憶するようにしてよい。個々のユーザ(生徒又は演奏者)毎に評価結果を蓄積記憶することにより、生徒又は演奏者個人毎の運弓の癖や運弓を間違えやすい楽譜上の箇所などを統計的に解明することができ、また、生徒又は演奏者集合の全体に関して運弓を間違えやすい楽譜上の箇所又は間違えにくい楽譜上の箇所などを統計的に解明することができる。   The evaluation unit 15 compares the information indicating the exemplary bowing direction related to the music played by the acquired sound signal AS with the information indicating the bowing direction estimated by the estimation unit 13, thereby obtaining the acquired music. It is configured to evaluate bowing in the acoustic signal AS. This evaluation result can be presented to a user (a teacher, a student, a performer, or the like) via the display unit 14. An arbitrary display form of the evaluation result can be adopted. For example, the musical score of the musical piece played by the acquired acoustic signal AS is displayed on a display screen, and an icon indicating an evaluation result corresponding to each note on the musical score (an icon indicating that the bow is correct, An icon indicating that the bowing was wrong) may be displayed. Alternatively, a score obtained by scoring a bow based on the evaluation result may be presented. The evaluation result by the evaluation unit 15 may be accumulated and stored in a recording medium for each user (student or performer). By accumulating and storing the evaluation results for each individual user (student or player), it is possible to statistically elucidate the habit of bowing for each student or player or a place on a musical score where the bowing is likely to be mistaken. In addition, it is possible to statistically elucidate, for the entire student or performer group, a part on the score where the bowing is likely to be mistaken or a part on the score that is not likely to be mistaken.

なお、そのような運弓の評価のために、評価部15は楽曲データベース20を利用し得る。楽曲データベース20には多数の楽曲の楽譜データが蓄積記憶されている。評価部15は、楽曲データベース20にアクセスして、前記取得した音響信号ASが演奏している楽曲の楽譜データを取得し、該取得した楽譜データに基づき当該楽曲に関する模範の運弓方向を示す情報を得る。楽曲データベース20に記憶された楽譜データ中に運弓方向を示す情報(運弓情報)が含まれていれば、それをそのまま、前記模範の運弓方向を示す情報として利用すればよい。楽曲データベース20に記憶された楽譜データ中に運弓情報が含まれていない場合は、通常の運弓ルール(例えば、下げ弓と上げ弓を交互に行う、音の切れ目では弓を返す、小節線直後の音は基本的に下げ弓で弾く、同じ音符内およびスラーやタイの場合は弓を返さない、等)に基づいて、当該楽曲中の各音符に対応づけてデフォルトの運弓情報を自動的に生成し、それを前記模範の運弓方向を示す情報として利用すればよい。なお、運弓情報を含む楽譜データであっても、楽譜中のすべての音符に対して運弓情報を提示することなく、主要な音符(格別に運弓方向を特定したい音符)に対してのみ運弓情報を提示するものが多い。そのような場合においては、楽譜中のすべての音符に対して運弓情報を明示するために、運弓情報が不足している音符について前記デフォルトの運弓情報を自動的に生成するのがよい。すなわち、楽譜データにおいて特定の運弓情報が明示されている音符については該運弓情報を採用し、それ以外の音符については上記通常の運弓ルールに従いデフォルトの運弓情報を自動的に生成し、これらの組合せによって当該楽曲に関する前記模範の運弓方向を示す情報とする。   In addition, the evaluation part 15 can utilize the music database 20 for such evaluation of bowing. The music database 20 stores musical score data of many music. The evaluation unit 15 accesses the music database 20 to acquire music score data of a music piece played by the acquired audio signal AS, and based on the acquired music score data, information indicating an exemplary bowing direction for the music piece. Get. If the musical score data stored in the music database 20 includes bowing direction information (bowing information), it may be used as it is as information indicating the exemplary bowing direction. If the musical score data stored in the music database 20 does not include bowing information, a normal bowing rule (for example, alternately lowering bow and raising bow, return bow at sound breaks, measure lines) The following sound is basically played with a downward bow, and the bow is not returned in the same note and in the case of slurs and ties, etc.), and the default bow operation information is automatically associated with each note in the song. What is necessary is just to generate | generate and to use it as the information which shows the bowing direction of the said model. Even if the score data includes bowing information, it does not present bowing information for all notes in the score, but only for major notes (notes for which you want to specify the bowing direction in particular). Many present bowing information. In such a case, in order to specify bowing information for all notes in the score, it is preferable to automatically generate the default bowing information for notes with insufficient bowing information. . In other words, for musical notes for which specific bowing information is specified in the musical score data, the bowing information is adopted, and for other notes, default bowing information is automatically generated according to the above-mentioned normal bowing rule. The combination is used as information indicating the bowing direction of the model for the music.

なお、自動的に生成したデフォルトの運弓情報(模範の運弓方向を示す情報)は、当該ユーザ専用のメモリ内に保存するようにしてよく、あるいは、当該ユーザが楽曲データベース20の書き換え(更新)をオーソライズされているのであれば該楽曲データベース20内に保存してもよい。また、複数のユーザ間で各自が作成したデフォルトの運弓情報を共有できるようにしたり、書き換えできるようにしてもよく、例えばクラウド上でそのような共有の運弓情報を保存し管理するようにしてもよい。   The automatically generated default bowing information (information indicating the exemplary bowing direction) may be stored in a memory dedicated to the user, or the user may rewrite (update) the music database 20. ) May be stored in the music database 20 if authorized. Also, the default bow information created by each user may be shared or rewritten between a plurality of users.For example, such shared bow information may be stored and managed on a cloud. You may.

音域設定部16は、前記取得部10が取得する前記音響信号ASに関して、対象擦弦楽器の種類を識別し、該識別した楽器種類に従い前記抽出部11で抽出すべき前記信号成分の音域を設定するように構成されている。この音域設定部16における対象擦弦楽器種類の識別は、ユーザによる対象擦弦楽器の種類入力操作(選択操作)に応じて行うようになっていてもよいし、あるいは、取得部10で取得した音響信号ASの音色及び音域等を分析することに基づき自動的に対象擦弦楽器の種類を識別するようになっていてもよい。抽出部11において、前記低域バンドパスフィルタ(ローパスフィルタ)の通過帯域が、音域設定部16による設定に従い、対象擦弦楽器の最低音よりも低い所定帯域に可変設定される。   The range setting unit 16 identifies the type of the target bowed instrument with respect to the acoustic signal AS acquired by the acquisition unit 10 and sets the range of the signal component to be extracted by the extraction unit 11 according to the identified instrument type. It is configured as follows. The identification of the target bowed instrument type in the range setting unit 16 may be performed in response to a user's input operation (selection operation) of the target bowed instrument, or the sound signal acquired by the acquisition unit 10. The type of the target bowed instrument may be automatically identified based on the analysis of the tone color and the tone range of the AS. In the extraction unit 11, the pass band of the low-pass band-pass filter (low-pass filter) is variably set to a predetermined band lower than the lowest sound of the target bowed instrument in accordance with the setting by the sound range setting unit 16.

図3は、図1の演奏分析装置100のハードウェアとしてコンピュータを使用する場合の電気的構成例を示すブロック図である。演奏分析装置100は、マイクロプロセッサユニット(CPU)101、メモリ102、操作装置103、表示装置104、オーディオインタフェース(「オーディオI/F」)105、及び通信インタフェース(「通信I/F」)106等を含む。CPU101は、メモリ102に記憶された各種のプログラムを実行して、演奏分析装置100の全体動作を制御する。メモリ102は、ROM、RAM及び外部記憶装置を含む。外部記憶装置は、例えば磁気ディスクや光学ディスク、フラッシュメモリなど適宜の記録媒体からなる。   FIG. 3 is a block diagram showing an example of an electrical configuration when a computer is used as hardware of the performance analysis device 100 of FIG. The performance analyzer 100 includes a microprocessor unit (CPU) 101, a memory 102, an operation device 103, a display device 104, an audio interface (“audio I / F”) 105, a communication interface (“communication I / F”) 106, and the like. including. The CPU 101 executes various programs stored in the memory 102 to control the overall operation of the performance analyzer 100. The memory 102 includes a ROM, a RAM, and an external storage device. The external storage device is composed of an appropriate recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, and a flash memory.

操作装置103は、例えばマウス、キーボード等の操作入力装置と、該操作入力を検出する機構を含む。表示装置104は、ディスプレイと、該ディスプレイの表示を制御する機構を含む。   The operation device 103 includes, for example, an operation input device such as a mouse and a keyboard, and a mechanism for detecting the operation input. The display device 104 includes a display and a mechanism for controlling display on the display.

オーディオI/F105は、音響信号(オーディオ信号)の入力端子、音響信号の出力端子、アナログ‐デジタル変換器、デジタル‐アナログ変換器を含む。演奏分析装置100は、図示しないマイクロホン及びオーディオI/F105を介して、ユーザ(生徒又は演奏者)の擦弦楽器のリアルタイム演奏により発生した音響信号ASを取得できる。その場合、マイクロホン及びオーディオI/F105は前記取得部10を構成する。   The audio I / F 105 includes an input terminal for an audio signal (audio signal), an output terminal for an audio signal, an analog-digital converter, and a digital-analog converter. The performance analyzer 100 can acquire an acoustic signal AS generated by a user (student or performer) playing a bowed musical instrument in real time via a microphone (not shown) and an audio I / F 105. In that case, the microphone and the audio I / F 105 constitute the acquisition unit 10.

通信I/F106は、イーサネット(登録商標)インタフェース、USBインタフェース(着脱式記憶媒体インタフェース)等を含む。演奏分析装置100は、該通信I/F106を介して、例えばインターネット等の通信ネットワークに接続し、遠隔地と通信し得る。演奏分析装置100は、該通信I/F106を介して、遠隔地のユーザ(生徒又は演奏者)の楽器のリアルタイム演奏により発生した音響信号ASあるいは既に記録済の音響信号ASを取得できる。その場合、通信I/F106は前記取得部10を構成する。   The communication I / F 106 includes an Ethernet (registered trademark) interface, a USB interface (detachable storage medium interface), and the like. The performance analysis device 100 can connect to a communication network such as the Internet via the communication I / F 106 and communicate with a remote place. The performance analyzer 100 can acquire, via the communication I / F 106, an acoustic signal AS generated by a real-time performance of a musical instrument of a remote user (student or performer) or an already recorded acoustic signal AS. In that case, the communication I / F 106 constitutes the acquisition unit 10.

図4は、メモリ102に非一過的に記憶されCPU101によって実行可能なソフトウェアプログラムからなる運弓方向推定処理の一例を略示するフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart schematically illustrating an example of the bowing direction estimating process including a software program non-transiently stored in the memory 102 and executable by the CPU 101.

ステップS1において、CPU101は、分析対象である音響信号ASを取得する(図1の取得部10の動作)。一例として、CPU101は、発生した音響信号を、オーディオI/F104を介して略リアルタイムで取得し、バッファ記憶する。   In step S1, the CPU 101 acquires an acoustic signal AS to be analyzed (operation of the acquiring unit 10 in FIG. 1). As an example, the CPU 101 acquires the generated acoustic signal in substantially real time via the audio I / F 104, and stores it in a buffer.

ステップS2において、CPU101は、バッファ記憶した音響信号ASから所定時間長の音響信号を処理対象として時系列順に選択する。   In step S2, the CPU 101 selects an audio signal of a predetermined time length from the buffered audio signal AS as a processing target in chronological order.

ステップS3において、CPU101は、処理対象として選択した所定時間長の音響信号から対象擦弦楽器の音域外の信号成分(低域ノイズ信号成分)を抽出する。これは図1の抽出部11の動作に相当し、前述のように、音響信号に低域バンドパスフィルタ(ローパスフィルタ)をかけることからなる。   In step S3, the CPU 101 extracts a signal component (low-frequency noise signal component) outside the range of the target bowed instrument from the acoustic signal of a predetermined time length selected as the processing target. This corresponds to the operation of the extraction unit 11 in FIG. 1, and consists of applying a low-pass bandpass filter (low-pass filter) to the audio signal as described above.

ステップS4において、CPU101は、前記抽出したノイズ信号成分から所定閾値以上のレベルを持つパルスを検出し、このタイミングを弓操作タイミングとして検出し、検出した弓操作タイミングを示す情報(弓操作タイミング検出情報BD)を記憶する。これは図1の検出部12の動作に相当する。   In step S4, the CPU 101 detects a pulse having a level equal to or higher than a predetermined threshold from the extracted noise signal component, detects this timing as a bow operation timing, and outputs information indicating the detected bow operation timing (bow operation timing detection information). BD) is stored. This corresponds to the operation of the detection unit 12 in FIG.

ステップS5において、CPU101は、処理対象として選択した前記所定時間長の音響信号を、前記検出した弓操作タイミングで複数の区間に区切る。そして、ステップS6において、CPU101は、前記検出した弓操作タイミングで区切った各区間毎に、直前の区間とその音量を比較し、直前の区間よりも音量が上がっていれば(音量差が前記所定の第1閾値より大きければ)下げ弓(D)と推定し、直前の区間よりも音量が下がっていれば(音量差が前記所定の第2閾値より小さければ)上げ弓(U)と推定し、その推定結果を運弓方向を示す情報(運弓推定情報U/D)として、前記弓操作タイミング検出情報BDと関連づけて、記憶する。これは図1の推定部13の動作に相当する。   In step S5, the CPU 101 divides the audio signal of the predetermined time length selected as the processing target into a plurality of sections at the detected bow operation timing. In step S6, the CPU 101 compares the sound volume with the immediately preceding section for each section divided by the detected bow operation timing. If the sound volume is higher than the immediately preceding section (the sound volume difference is greater than the predetermined value). If the volume is lower than the first section (if the volume difference is smaller than the predetermined second threshold), it is estimated that the volume is lower than the immediately preceding section (if the volume difference is smaller than the second threshold). The estimation result is stored as information indicating the bowing direction (bowing estimation information U / D) in association with the bow operation timing detection information BD. This corresponds to the operation of the estimation unit 13 in FIG.

ステップS7において、CPU101は、処理対象として選択した前記所定時間長の音響信号に関する全区間について前記ステップS6の推定を終了したかを判定し、NOであれば前記ステップS6の処理を繰り返す。全区間について前記ステップS6の推定を終了したならば、ステップS8に行き、前記取得した音響信号ASのすべてに関して処理が終了したかを判定する。NOであれば、前記ステップS2に戻る。ステップS2では、未処理の音響信号ASのうち最も前の所定時間長の音響信号を処理対象として選択する。以下、処理対象として新たに選択された所定時間長の音響信号に関して、前記ステップS3〜S8の処理が繰り返される。前記取得した音響信号ASのすべてに関して処理が終了したならば、図4の処理を終了する。   In step S7, the CPU 101 determines whether the estimation in step S6 has been completed for all sections relating to the audio signal of the predetermined time length selected as a processing target, and if NO, repeats the processing in step S6. If the estimation in step S6 has been completed for all sections, the process proceeds to step S8, and it is determined whether the processing has been completed for all of the acquired audio signals AS. If NO, the process returns to step S2. In step S2, the earliest audio signal having a predetermined time length among the unprocessed audio signals AS is selected as a processing target. Hereinafter, the processes of steps S3 to S8 are repeated for the audio signal of a predetermined time length newly selected as the processing target. When the processing has been completed for all of the acquired audio signals AS, the processing in FIG. 4 is completed.

図5は、メモリ102に非一過的に記憶されCPU101によって実行可能なソフトウェアプログラムからなる評価及び表示処理の一例を略示するフローチャートである。この評価及び表示処理は、図4の処理と同時並行的に行われてもよいし、あるいは別の時に行われてもよい。なお、図5に示した評価及び表示処理は、図1の表示部14及び評価部15の動作に相当する。   FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating an example of an evaluation and display process including a software program non-transiently stored in the memory 102 and executable by the CPU 101. This evaluation and display processing may be performed simultaneously and in parallel with the processing of FIG. 4, or may be performed at another time. Note that the evaluation and display processing shown in FIG. 5 corresponds to the operation of the display unit 14 and the evaluation unit 15 in FIG.

ステップS11において、CPU101は、前記取得した音響信号ASが演奏している楽曲の楽譜データを取得し(例えば、図1の前記楽曲データベース20から取得する)、該楽譜データに基づき表示装置104の画面上に楽譜を表示する。参考のために、表示される楽譜の一例を図6(a)において部分的に示す。   In step S11, the CPU 101 obtains music score data of a music piece played by the obtained sound signal AS (for example, obtains music score data from the music database 20 in FIG. 1), and displays a screen of the display device 104 based on the music score data. Display the score at the top. For reference, an example of a musical score to be displayed is partially shown in FIG.

ステップS12において、CPU101は、前記取得した楽譜データ中に運弓情報が含まれているかを判定する。運弓情報が含まれていなければ、あるいは一部しか含まれていない場合は、ステップS13に進み、前述したように、通常の運弓ルール(例えば、下げ弓と上げ弓を交互に行う、音の切れ目では弓を返す、小節線直後の音は基本的に下げ弓で弾く、同じ音符内およびスラーやタイの場合は弓を返さない、等)に基づいて、当該楽曲中の各音符に対応づけて運弓情報を自動的に生成し、記憶する。例えば、図6(a)では、符号B1で示す音符箇所に上げ弓を指示する運弓記号が記され、符号B2,B3で示す音符箇所に下げ弓を指示する運弓記号が記されている。ステップS13では、それ以外の音符箇所に関して、通常の運弓ルールに従って模範の運弓情報を生成する。図6(a)に対応して生成される模範の運弓情報の一例を図6(d)に示す。なお、図6(d)においては、公知の音楽記号を用いて上げ弓と下げ弓を示している。   In step S12, the CPU 101 determines whether bowing information is included in the acquired score data. If the bowing information is not included or if only a part of the bowing information is included, the process proceeds to step S13, and as described above, the normal bowing rule (for example, the sound of alternately performing the downward bow and the upward bow, the sound Returns a bow at a break, the sound immediately after the bar line is basically played with a down bow, and within the same note and does not return the bow in the case of slurs and ties, etc.), it corresponds to each note in the song In addition, bowing information is automatically generated and stored. For example, in FIG. 6 (a), a bowing symbol indicating a raising bow is written at a note location indicated by a reference symbol B1, and a bowing symbol indicating a lowering bow is written at a note location denoted by a reference symbol B2 or B3. . In step S13, exemplary bowing information is generated for other note locations in accordance with normal bowing rules. FIG. 6D shows an example of exemplary bow movement information generated corresponding to FIG. 6A. In FIG. 6D, a raised bow and a lowered bow are shown using known music symbols.

ステップS14において、CPU101は、前記図4の処理において生成(記憶)した前記弓操作タイミング検出情報BDと運弓推定情報U/Dを取得する。   In step S14, the CPU 101 acquires the bow operation timing detection information BD and the bowing estimation information U / D generated (stored) in the processing of FIG.

ステップS15において、CPU101は、前記取得した弓操作タイミング検出情報BDに基づき、検出した弓操作タイミングを示す適宜のアイコンを表示装置104の画面上に表示し、また、前記取得した運弓推定情報U/Dに基づき、推定した運弓方向を示す適宜のアイコンを表示装置104の画面上に表示する。図6(b)は、検出した弓操作タイミングのアイコン表示例を示しており、この例ではパルス図形で表示される。また、図6(c)は、推定した運弓方向を示すアイコン表示例(つまり、音響信号ASにおける運弓状態)を示しており、この例では上げ弓を示す「U」と下げ弓を示す「D」という文字からなるアイコンが表示される。   In step S15, the CPU 101 displays an appropriate icon indicating the detected bow operation timing on the screen of the display device 104 based on the obtained bow operation timing detection information BD, and furthermore, the acquired bow operation estimation information U An appropriate icon indicating the estimated bowing direction is displayed on the screen of the display device 104 based on / D. FIG. 6B shows an example of icon display of the detected bow operation timing. In this example, the icon is displayed as a pulse figure. FIG. 6C shows an example of icon display indicating the estimated bowing direction (that is, the bowing state in the sound signal AS). In this example, “U” indicating an upward bow and “downward” are illustrated. An icon consisting of the letter "D" is displayed.

ステップS16において、CPU101は、前記取得した弓操作タイミング検出情報BDと運弓推定情報U/Dに基づき、該情報BDが示す演奏(発音)タイミングにおける模範の運弓情報とそれに対応する運弓推定情報U/Dとを比較し、評価結果を生成し、表示し、記憶する。図6(c)においては、評価結果を示すアイコンの一例が示されている。すなわち、図6(c)に示す音響信号ASにおける運弓状態と図6(d)に示す模範の運弓情報とを比較すると、音響信号ASにおいては第2小節の2拍目と3拍目の運弓が正しくない。そこで、図6(c)では、運弓が正しくないことを示す所定のアイコンWを、運弓方向を示すアイコン(D又はU)に組み合わせて表示している。   In step S16, based on the acquired bow operation timing detection information BD and the bowing estimation information U / D, the CPU 101 sets exemplary bowing information at the performance (sounding) timing indicated by the information BD and bowing estimation corresponding thereto. The information is compared with the information U / D, and an evaluation result is generated, displayed, and stored. FIG. 6C shows an example of an icon indicating the evaluation result. That is, comparing the bowing state in the acoustic signal AS shown in FIG. 6C and the exemplary bowing information shown in FIG. 6D, the second and third beats of the second bar in the acoustic signal AS are compared. Bowing is not correct. Therefore, in FIG. 6C, a predetermined icon W indicating that the bowing is incorrect is displayed in combination with an icon (D or U) indicating the bowing direction.

ステップS17において、CPU101は、評価及び表示処理を終了するかを判定し、NOであれば前記ステップS14に戻り、前記ステップS14〜S17の処理が繰り返される。   In step S17, the CPU 101 determines whether to terminate the evaluation and display processing. If NO, the CPU 101 returns to step S14 and repeats the processing in steps S14 to S17.

なお、上記実施例では、音響信号から抽出する対象擦弦楽器の音域外の信号成分が低域ノイズ信号成分である場合について説明したが、これに限らず、楽器本来の音域よりも高域のノイズ信号成分を抽出するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the signal component outside the range of the target bowed string instrument to be extracted from the acoustic signal is a low-frequency noise signal component has been described. You may make it extract a signal component.

以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、インターネットを介して生徒の端末と教師の端末とが接続された教習システムに、この発明に係る演奏分析装置100を適用し得る。その場合、教師の端末(演奏分析装置100)は、その通信I/F106を介してインターネット上の生徒の端末から擦弦楽器演奏の練習音(音響信号AS)を取得し、該取得した練習音に基づく演奏分析(運弓方向推定及び評価)を表示する。教師は、それに基づきコメントするなど生徒に対する指導を行い得る。その場合、教師の端末(演奏分析装置100)は、複数の音響信号ASを同時的に取得し、これらを時分割処理又は並行処理によって同時的に分析し得るように構成されているとよい。あるいは、逆に、生徒の端末(演奏分析装置100)は、その通信I/F106を介してインターネット上の教師の端末から楽器演奏音(手本)を取得し、該取得した演奏音(手本)に基づく演奏分析(運弓方向推定及び評価)を表示するようにしてもよい。生徒は、表示に基づき演奏の特徴を学んだり、自己の演奏分析結果と比較したりするなどして、効果的な練習を行い得る。勿論、各生徒の端末(演奏分析装置100)も、複数の音響信号ASを同時的に取得し、これらを時分割処理又は並行処理によって同時的に分析し得るように構成されていてよい。   As described above, one embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made within the scope of the claims and the technical idea described in the specification and the drawings. Deformation is possible. For example, the performance analysis device 100 according to the present invention can be applied to a training system in which student terminals and teacher terminals are connected via the Internet. In this case, the teacher's terminal (performance analysis device 100) acquires the practice sound (acoustic signal AS) of the bowed instrument performance from the student's terminal on the Internet via the communication I / F 106, and The performance analysis based on bowing direction estimation and evaluation is displayed. Teachers can provide guidance to students, such as making comments based on them. In that case, the teacher's terminal (the performance analysis device 100) may be configured to simultaneously acquire a plurality of acoustic signals AS and analyze them simultaneously by time-division processing or parallel processing. Alternatively, on the contrary, the student terminal (performance analysis device 100) acquires the musical instrument performance sound (model) from the teacher terminal on the Internet via the communication I / F 106, and acquires the acquired performance sound (model). ) May be displayed. The student can practice the practice effectively by learning the characteristics of the performance based on the display and comparing it with the performance analysis results of the student. Of course, the terminal (performance analysis device 100) of each student may be configured to simultaneously acquire a plurality of audio signals AS and analyze them simultaneously by time-division processing or parallel processing.

別の例として、複数のユーザの端末(演奏分析装置100)同士を有線又は無線で接続して互いの情報(分析結果である運弓情報を含む)を授受できるようにし、各ユーザの運弓情報が他のユーザによって確認され得るようにしてもよい。例えば、オーケストラ等で複数ユーザがそれぞれ自己の擦弦楽器を演奏しているときに自己の演奏の運弓情報を、自己の端末(演奏分析装置100)から他のユーザの端末(演奏分析装置100)に送信することにより、ユーザ間で運弓方向が異なっているような場合に適切な報知を行うことができるようにする利用の仕方が可能である。また、上記のように有線又は無線で授受される複数ユーザの運弓情報を管理者(指導者又は教師)用の装置において集中管理するように構成してもよく、これにより、運弓を間違えやすい楽譜上の箇所又は間違えにくい楽譜上の箇所や、他の特定のユーザが他のユーザに比べて演奏タイミングが早い/遅い箇所などを統計的に解明することなどが可能であり、また、そのような解明結果を練習演奏中にリアルタイムにユーザや指導者(教師)に報知することが出来るようになる、という効果が期待できる。オーケストラ等では演奏パート毎にそのパートの全奏者の運弓タイミングと運弓方向がそろっていることが大事であるから、この発明を適用することによって、そのための適切なアシストを行うことができる。   As another example, the terminals (performance analysis devices 100) of a plurality of users are connected by wire or wirelessly to exchange information (including bowing information as an analysis result) with each other, and each user's bowing The information may be able to be confirmed by other users. For example, when a plurality of users are playing their own bowed instruments in an orchestra or the like, bowing information of their own performance is transmitted from their own terminal (performance analysis device 100) to another user's terminal (performance analysis device 100). , It is possible to use a method of making it possible to perform an appropriate notification when the bowing directions are different among the users. Further, as described above, the bowing information of a plurality of users transmitted and received by wire or wireless may be centrally managed in a device for an administrator (instructor or teacher), whereby the bowing may be mistaken. It is possible to statistically elucidate a place on a score that is easy to make, a place on a score that is hard to be mistaken, and a place where another specific user performs earlier or later than the other users. Such an effect can be expected to be reported to the user or the instructor (teacher) in real time during the practice performance. In an orchestra or the like, it is important that the bowing timing and bowing direction of all the players of each part are the same for each performance part. By applying the present invention, appropriate assistance can be performed for that purpose.

また、この発明の演奏分析装置100は、各部10〜16の少なくとも一部の機能をネットワーク上の1以上のコンピュータ装置で分散して行うように構成されてもよい。また、この発明は、コンピュータに、音響信号を取得するステップと、前記音響信号から対象擦弦楽器の音域外の信号成分を抽出するステップと、前記抽出した信号成分のレベルに基づき弓操作タイミングを検出するステップと、を実行させるためのプログラムの発明として構成されてもよい。また、この発明は、音響信号を取得するステップと、前記音響信号から対象擦弦楽器の音域外の信号成分を抽出するステップと、前記抽出した信号成分のレベルに基づき弓操作タイミングを検出するステップとからなる、コンピュータ若しくはプロセッサによって実装される方法の発明として構成されてもよい。   Further, the performance analysis apparatus 100 of the present invention may be configured so that at least a part of the functions of the units 10 to 16 is performed in a distributed manner by one or more computer devices on a network. The present invention also provides a computer with a step of acquiring an acoustic signal, a step of extracting a signal component outside the range of the target bowed string instrument from the acoustic signal, and detecting a bow operation timing based on the level of the extracted signal component. And a step of executing the program. The present invention also includes a step of acquiring an acoustic signal, a step of extracting a signal component outside the range of the target bowed instrument from the acoustic signal, and a step of detecting a bow operation timing based on the level of the extracted signal component. And may be configured as a computer or processor implemented method invention.

100 演奏分析装置、10 取得部、11 抽出部、12 検出部、13 推定部、14 表示部、15 評価部、16 音域設定部、101 マイクロプロセッサユニット(CPU)、102 メモリ、103 操作装置、104 表示装置、105 オーディオインタフェース、106 通信インタフェース。 REFERENCE SIGNS LIST 100 Performance analyzer, 10 acquisition unit, 11 extraction unit, 12 detection unit, 13 estimation unit, 14 display unit, 15 evaluation unit, 16 range setting unit, 101 microprocessor unit (CPU), 102 memory, 103 operating device, 104 Display device, 105 audio interface, 106 communication interface.

Claims (10)

音響信号を取得する取得部と、
前記音響信号から対象擦弦楽器の音域外の信号成分を抽出する抽出部と、
前記抽出した信号成分のレベルに基づき弓操作タイミングを検出する検出部と
を備える演奏分析装置。
An acquisition unit that acquires an acoustic signal;
An extraction unit that extracts a signal component outside the range of the target bowed instrument from the acoustic signal,
A performance analysis device comprising: a detection unit that detects a bow operation timing based on the level of the extracted signal component.
隣接する弓操作タイミングで挟まれた各区間における前記音響信号の音量の相互関係に基づき、前記検出された各弓操作タイミングにおける運弓方向を推定する推定部
を更に備える請求項1に記載の演奏分析装置。
The performance according to claim 1, further comprising: an estimating unit configured to estimate a bowing direction at each of the detected bow operation timings based on a correlation between sound volumes of the acoustic signals in each section sandwiched by adjacent bow operation timings. Analysis equipment.
前記推定部は、第1の弓操作タイミングを始点とする第1区間における前記音響信号の音量が、その直前の第2区間における前記音響信号の音量よりも大きく、かつその音量差が所定の第1閾値より大きい場合、前記第1の弓操作タイミングにおける運弓方向を第1運弓方向と推定し、他方、前記第1区間における前記音響信号の音量が前記第2区間における前記音響信号の音量よりも小さく、かつその音量差が所定の第2閾値より小さい場合、前記第1の弓操作タイミングにおける運弓方向を第2運弓方向と推定する、請求項2に記載の演奏分析装置。   The estimating unit may be configured such that the volume of the audio signal in the first section starting from the first bow operation timing is larger than the volume of the audio signal in the second section immediately before the first section, and the volume difference is a predetermined volume. If it is greater than one threshold, the bowing direction at the first bowing operation timing is estimated as the first bowing direction, while the volume of the sound signal in the first section is the volume of the sound signal in the second section. 3. The performance analysis device according to claim 2, wherein when the volume difference is smaller than a predetermined second threshold value, the bowing direction at the first bowing operation timing is estimated as a second bowing direction. 4. 前記抽出部は、対象擦弦楽器の音域よりも低域の信号成分を抽出するフィルタを含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の演奏分析装置。   The performance analysis device according to any one of claims 1 to 3, wherein the extraction unit includes a filter that extracts a signal component in a lower frequency range than the range of the target bowed instrument. 前記検出された弓操作タイミング又は前記推定された運弓方向を示す情報を提示する装置を更に備える、請求項1乃至4のいずれかに記載の演奏分析装置。   The performance analysis device according to claim 1, further comprising a device that presents information indicating the detected bow operation timing or the estimated bowing direction. 或る楽曲に関する模範の運弓方向を示す情報と前記推定された運弓方向を示す情報とを比較することにより、前記取得した音響信号における運弓を評価する評価部を更に備える、請求項2乃至4のいずれかに記載の演奏分析装置。   3. The apparatus according to claim 2, further comprising: an evaluator configured to evaluate bowing in the acquired acoustic signal by comparing information indicating an exemplary bowing direction with respect to a certain song with information indicating the estimated bowing direction. A performance analyzer according to any one of claims 1 to 4. 前記取得部が取得する前記音響信号に関して、前記対象擦弦楽器の種類を識別し、該識別した楽器種類に従い前記抽出部で抽出すべき前記信号成分の音域を設定する音域設定部を更に備える、請求項1乃至6のいずれかに記載の演奏分析装置。   The sound signal acquired by the acquisition unit, further includes a range setting unit that identifies a type of the target bowed instrument and sets a range of the signal component to be extracted by the extraction unit according to the identified instrument type. Item 7. The performance analyzer according to any one of Items 1 to 6. 前記取得部は、複数の前記音響信号を有線又は無線で取得するように構成されており、
前記抽出部は、前記取得した音響信号毎に前記信号成分を抽出し、
前記検出部は、前記取得した音響信号毎に前記弓操作タイミングを検出する、請求項1乃至7のいずれかに記載の演奏分析装置。
The acquisition unit is configured to acquire a plurality of the acoustic signals in a wired or wireless manner,
The extraction unit extracts the signal component for each of the acquired acoustic signals,
The performance analyzer according to any one of claims 1 to 7, wherein the detection unit detects the bow operation timing for each of the acquired acoustic signals.
請求項1乃至8のいずれかに記載の演奏分析装置を複数具備し、
複数の前記演奏分析装置を有線又は無線で接続して情報を通信しうるように構成したシステム。
A plurality of the performance analyzers according to any one of claims 1 to 8,
A system configured to connect a plurality of the performance analyzers by wire or wirelessly to communicate information.
コンピュータに、
音響信号を取得するステップと、
前記音響信号から対象擦弦楽器の音域外の信号成分を抽出するステップと、
前記抽出した信号成分のレベルに基づき弓操作タイミングを検出するステップと
を実行させるためのプログラム。
On the computer,
Obtaining an acoustic signal;
Extracting a signal component outside the range of the target bowed instrument from the acoustic signal;
Detecting the bow operation timing based on the level of the extracted signal component.
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