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時間周波数解析法の精度改善とオーディオ-MIDI変換ツール開発への応用

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タイトル別名
  • Precision Improvement of Time-frequency Analysis and Application to Development of Audio-MIDI Conversion Tool

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抄録

type:研究ノート

type:Research Notes

MIDI カラオケなどの自動演奏データを作成する用途や、耳コピーの自動化や自動採譜の用途において、オーディオ信号をMIDI 形式に変換するツールの実現が要望される。前者においては、MIDI のベロシティやピッチベンドを認識して生演奏に近い演奏表現が求められるのに対し、後者においては、演奏上のテンポやピッチのゆらぎを除去して元の譜面に近い音符表現が求められる。いずれの場合においても、与えられたオーディオ信号をMIDI 形式に変換する信号処理系の精度が要求され、それを左右するのが時間周波数解析である。音楽情報は時間軸における音の周波数成分の時系列変化で表現されるが、時間周波数解析により特定される音の周波数成分と時系列変化の精度がトレードオフの関係になる不確定性原理の制約から、実用的な精度を得ることが困難であった。本稿では、一般化調和解析手法に改良を加え、時間周波数解析における周波数分解能と時間分解能の双方を改善させ、オーディオ-MIDI 変換ツールを開発したので、その結果を報告する。

Realization of Audio-MIDI conversion tools are requested for creation of playback-control data such as for MIDI-Karaoke machines, and for development of an automatic music notation system. Realistic playback with MIDI velocity or pitch-bend parameters recognized are required in the former application, whereas reconstruction of the original music score by removing fluctuations of tempo or pitch is required in the latter application. In both applications, precisions of converted MIDI data from audio signals and time-frequency analysis play an important role. A set of musical information is expressed as frequency components and temporal transitions of sounds. However, it is difficult to analyze precisely both frequency components and temporal transitions at the same time, owing to the known uncertainty principle, which makes difficult to develop a practical audio-MIDI conversion tool. In this paper, we propose an improved generalized harmonic analysis method, which can increase both frequency and temporal resolution in a time-frequency analysis. And we report to apply our improved analysis method, to our developing audio-MIDI conversion tool.

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