(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を特定する拍指標特定手段と、
前記音響信号の拍周期を特定する拍周期特定手段と、
前記拍指標値の時系列における複数のピークを検出する候補検出手段と、
前記複数のピークの各々を拍点の候補点として、前記拍周期に応じた間隔で複数の検索窓を当該候補点から配列した第１窓列を設定する第１窓列設定手段と、
複数の前記第１窓列のうち前記拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の窓列に対応した候補点を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した２以上の候補点のうち、当該候補点から前記拍周期に応じた間隔で配列した各検索窓内のピークの拍指標値に応じて選択した候補点を拍点として確定する拍点確定手段と
を具備する音響処理装置。
【請求項２】
前記選択手段が選択した２以上の候補点の各々について、前記第１窓列の各検索窓の窓幅よりも狭い窓幅の複数の検索窓を前記拍周期に応じた間隔で当該候補点から配列した第２窓列を設定する第２窓列設定手段を具備し、
前記拍点確定手段は、前記複数の第２窓列のうち各検索窓内のピークの拍指標値に応じて選択した候補点を拍点として確定する
請求項１の音響処理装置。
【請求項３】
前記選択手段は、
前記第１窓列内の第１個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の第１窓列を、前記第１窓列設定手段が設定した複数の第１窓列から選別する第１抽出手段と、
前記第１窓列内において前記第１個数を上回る第２個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の第１窓列を、前記第１抽出手段が検出した前記２以上の第１窓列から選別する第２抽出手段とを含む
請求項１または請求項２の音響処理装置。
【請求項４】
音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を特定する拍指標特定手段と、
前記音響信号の拍周期を特定する拍周期特定手段と、
前記拍指標値の時系列における複数のピークを検出する候補検出手段と、
前記複数のピークの各々を拍点の候補点として、前記拍周期に応じた間隔で複数の検索窓を当該候補点から配列した第１窓列を設定する第１窓列設定手段と、
前記第１窓列内の第１個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の第１窓列を、前記第１窓列設定手段が設定した複数の第１窓列から選別する第１抽出手段と、
前記第１窓列内において前記第１個数を上回る第２個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が最大となる第１窓列を、前記第１抽出手段が検出した前記２以上の第１窓列から選別し、当該第１窓列に対応する候補点を拍点として確定する第２抽出手段と
を具備する音響処理装置。
【請求項５】
前記第１個数の検索窓は、前記第１窓列の複数の検索窓のうち前記音響信号の始点側から順番に選択された複数の検索窓である
請求項３または請求項４の音響処理装置。
【請求項６】
前記第１窓列設定手段は、ひとつの検索窓に包含されるピークから前記拍周期だけ経過した時点を窓幅の中心として次の検索窓を設定する
請求項１から請求項５の音響処理装置。
【請求項７】
前記拍点確定手段は、拍点として確定した候補点から前記拍周期に応じた間隔で配列された各検索窓内のピークを拍点として検出する
請求項１から請求項３の何れかの音響処理装置。
【請求項８】
前記拍点確定手段が確定した各拍点の間隔が前記拍周期を上回る場合に、当該各拍点の間に新たな拍点を設定する拍点補充手段
を具備する請求項７の音響処理装置。
【請求項９】
前記拍周期特定手段は、
前記拍指標値の時系列を区分した各単位区間について自己相関値を算定する相関算定手段と、
前記相関算定手段が算定した自己相関値を複数の単位区間について平均する平均手段と
を含み、前記平均手段による平均後の自己相関値から前記拍周期を特定する
請求項１から請求項８の何れかの音響処理装置。
【請求項１０】
前記拍指標特定手段は、
前記音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を算定する指標算定手段と、
前記指標算定手段が算定した拍指標値の時系列における拍指標値の増減を強調するピーク強調手段とを含む
請求項１から請求項９の何れかの音響処理装置。
【請求項１１】
音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を特定する拍指標特定処理と、
前記音響信号の拍周期を特定する拍周期特定処理と、
前記拍指標値の時系列における複数のピークを検出する候補検出処理と、
前記複数のピークの各々を拍点の候補点として、前記拍周期に応じた間隔で複数の検索窓を当該候補点から配列した第１窓列を設定する第１窓列設定処理と、
前記複数の第１窓列のうち前記拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の窓列に対応した候補点を選択する選択処理と、
前記選択処理で選択した２以上の候補点のうち、当該候補点から前記拍周期に応じた間隔で配列した各検索窓内のピークの拍指標値に応じて選択した候補点を拍点として確定する拍点確定処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１２】
音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を特定する拍指標特定処理と、
前記音響信号の拍周期を特定する拍周期特定処理と、
前記拍指標値の時系列における複数のピークを検出する候補検出処理と、
前記複数のピークの各々を拍点の候補点として、前記拍周期に応じた間隔で複数の検索窓を当該候補点から配列した第１窓列を設定する第１窓列設定処理と、
前記第１窓列内の第１個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の第１窓列を、前記第１窓列設定処理で設定した複数の第１窓列から選別する第１抽出処理と、
前記第１窓列内において前記第１個数を上回る第２個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が最大となる第１窓列を、前記第１抽出処理で検出した前記２以上の第１窓列から選別し、当該第１窓列に対応する候補点を拍点として確定する第２抽出処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響（音声や楽音）の波形を表す音響信号から拍点を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響信号から拍点を検出する各種の技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、音響信号の強度の経時的な変化量を示すオンセットカーブ（onset curve）と、楽曲のテンポに応じた間隔で時間軸上に配列された複数のビートパターンテンプレート（beat pattern template）とを利用して音響信号の拍点を検出する技術が開示されている。時間軸上に画定された複数のフレームの各々についてオンセットカーブとビートパターンテンプレートとを照合することで、オンセット曲線の各ピークが拍点に該当するか否かの指標となる信頼度（confidence level）が算定される。信頼度の高低に応じて音響信号の拍点が確定される。
【特許文献１】米国特許第７１８３４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の技術においては、音響信号の始点から終点までの全体にわたるフレーム毎に信頼度が算定される。したがって、拍点の特定のために膨大な演算が必要であるという問題がある。以上の事情に鑑みて、本発明は、音響信号の拍点の特定に必要な演算量を削減することをひとつの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以上の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る音響処理装置は、音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列（例えば拍指標系列Ｘ）を特定する拍指標特定手段と、音響信号の拍周期を特定する拍周期特定手段と、拍指標値の時系列における複数のピークを検出する候補検出手段と、複数のピークの各々を拍点の候補点として、拍周期に応じた間隔で複数の検索窓を当該候補点から配列した第１窓列（例えば図１０の窓列ＧA）を設定する第１窓列設定手段と、複数の第１窓列のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の窓列に対応した候補点を選択する選択手段と、選択手段が選択した２以上の候補点のうち、当該候補点から拍周期に応じた間隔で配列した各検索窓内のピークの拍指標値に応じて選択した候補点を拍点として確定する拍点確定手段とを具備する。
【０００５】
以上の構成においては、拍指標値の時系列のピークを内包する検索窓の個数に応じて選択された２以上の窓列に対応した候補点のなかから、当該候補点から拍周期に応じた間隔で配列した各検索窓内のピークの拍指標値に応じた候補点が拍点として特定される。したがって、窓列設定手段が設定した総ての第１窓列について各検索窓内の拍指標値を調査して拍点を確定する構成と比較して、拍点の特定に必要な演算量が削減されるという利点がある。
【０００６】
第１の態様に係る音響処理装置の好適な態様は、選択手段が選択した２以上の候補点の各々について、第１窓列の各検索窓の窓幅（例えば図１０の窓幅ｗ1）よりも狭い窓幅（例えば図１０の窓幅ｗ2）の複数の検索窓を拍周期に応じた間隔で当該候補点から配列した第２窓列（例えば図１０の窓列ＧB）を設定する第２窓列設定手段を具備し、拍点確定手段は、複数の第２窓列のうち各検索窓内のピークの拍指標値に応じて選択した候補点を拍点として確定する。以上の態様においては、候補点の選択に使用される第２窓列の各検索窓の窓幅が第１窓列の各検索窓の窓幅よりも狭いから、音響信号の拍点以外の要因（例えば雑音）に起因した拍指標値のピークが第２窓列の検索窓に内包される可能性が低減される。したがって、例えば選択手段が選択した２以上の候補点から拍点を確定する場合に第１窓列を使用する構成（つまり、候補点に対応する第１窓列の各検索窓内のピークの拍指標値に応じて選択した候補点を拍点として確定する構成）と比較して正確に拍点を特定することが可能である。一方、第１窓列の各検索窓の窓幅を狭めた場合には拍点の検索漏れが発生し易いという問題がある。以上の態様においては第１窓列の各検索窓の窓幅が第１窓列の各検索窓の窓幅と比較して広いから、拍点の検索漏れを抑制できるという利点がある。
【０００７】
第１の態様に係る音響処理装置の好適な態様において、選択手段は、第１窓列内の第１個数（例えば図１０のＨ1個）の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の第１窓列を、第１窓列設定手段が設定した複数の第１窓列から選別する第１抽出手段と、第１窓列内において第１個数を上回る第２個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の第１窓列を、第１抽出手段が検出した２以上の第１窓列から選別する第２抽出手段とを含む。以上の態様においては、各第１窓列の第１個数の検索窓のうちピークを包含する検索窓の個数に応じた第１窓列の絞込みと、第１個数を上回る第２個数の検索窓のうちピークを包含する検索窓の個数に応じた第１窓列の絞込みとが段階的に実行される。したがって、第１個数の各検索窓内のピークの個数のみから第１窓列を選択する構成と比較して、拍点に対応する第１窓列を正確に抽出できるという利点がある。また、第２抽出手段による処理の対象が事前に削減されるから、第２個数の各検索窓内のピークの個数のみから第１窓列を選択する構成と比較して選択部の処理量が軽減されるという利点がある。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る音響処理装置は、音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を特定する拍指標特定手段と、音響信号の拍周期を特定する拍周期特定手段と、拍指標値の時系列における複数のピークを検出する候補検出手段と、複数のピークの各々を拍点の候補点として、拍周期に応じた間隔で複数の検索窓を当該候補点から配列した第１窓列を設定する第１窓列設定手段と、第１窓列内の第１個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の第１窓列を、第１窓列設定手段が設定した複数の第１窓列から選別する第１抽出手段と、第１窓列内において第１個数を上回る第２個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が最大となる第１窓列を、第１抽出手段が検出した２以上の第１窓列から選別し、当該第１窓列に対応する候補点を拍点として確定する第２抽出手段とを具備する。以上の態様においては、各第１窓列の第１個数の検索窓のうちピークを包含する検索窓の個数に応じた第１窓列の絞込みと、第１個数を上回る第２個数の検索窓のうちピークを包含する検索窓の個数に応じた第１窓列の絞込みとが実行される。したがって、第１個数の各検索窓内のピークの個数のみから第１窓列を選択する構成と比較して、拍点に対応する第１窓列を正確に抽出できるという利点がある。また、第２抽出手段による処理の対象が事前に削減されるから、第２個数の各検索窓内のピークの個数のみから第１窓列を選択する構成と比較して選択部の処理量が軽減される（したがって、音響処理装置の全体としても拍点の特定に必要な演算量が削減される）という利点がある。
【０００９】
第１抽出手段を具備する態様において、第１個数の検索窓は、第１窓列の複数の検索窓のうち音響信号の始点側から順番に選択された複数の検索窓である。拍点は楽曲の最初の部分で明確かつ安定的に現れる場合が多いという傾向を考慮すると、第１個数の検索窓を音響信号の始点側から順番に選択する以上の態様によれば、他の部分の検索窓を使用する場合と比較して正確かつ安定的に拍点を検出できるという利点がある。
【００１０】
以上の各態様（第１の態様および第２の態様の双方を含む）に係る音響処理装置の具体例において、第１窓列設定手段は、ひとつの検索窓に包含されるピークから拍周期だけ経過した時点を窓幅の中心として次の検索窓を設定する（例えば図１２の部分(B)および部分(C)）。以上の具体例においては、検索窓内のピークが次の検索窓の設定の起算点とされるから、音響信号の拍周期に揺らぎがある場合であっても各拍点を正確に検出できるという利点がある。なお、第２窓列設定手段を具備する態様においては、第２窓列設定手段が、ひとつの検索窓に包含されるピークから拍周期だけ経過した時点を窓幅の中心として次の検索窓を設定する構成も採用される。
【００１１】
以上の各態様に係る音響処理装置の具体例において、拍点確定手段は、拍点として確定した候補点から拍周期に応じた間隔で配列された各検索窓内のピークを拍点として検出する。以上の具体例においては、音響信号の全体にわたる拍点の時系列を検出することが可能となる。また、拍点確定手段が確定した各拍点の間隔が拍周期を上回る場合に、当該各拍点の間に新たな拍点を設定する拍点補充手段を具備する構成によれば、音響信号において特徴量の変化が比較的に小さい拍点（すなわち拍指標値の時系列に顕著なピークとして現れない拍点）も適切に特定できるという利点がある。
【００１２】
以上の各態様に係る音響処理装置の具体例において、拍周期特定手段は、拍指標値の時系列を区分した各単位区間について自己相関値を算定する相関算定手段と、相関算定手段が算定した自己相関値を複数の単位区間について平均する平均手段とを含み、平均手段による平均後の自己相関値から拍周期を特定する。以上の具体例においては、複数の単位区間にわたる自己相関値の平均が拍周期の特定に使用されるから、例えば、音響信号の特定の区間（例えばひとつの単位区間）の自己相関値のみから拍周期を特定する場合と比較して、音響信号の拍点以外の要因（例えば雑音）に起因した拍指標値のピークの影響を緩和して高精度に拍周期を特定できるという利点がある。
【００１３】
以上の各態様に係る音響処理装置の具体例において、拍指標特定手段は、音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を算定する指標算定手段と、指標算定手段が算定した拍指標値の時系列における拍指標値の増減を強調するピーク強調手段とを含む。以上の具体例においては、拍指標値の時系列における拍指標値の増減（ピーク）が強調されるから、拍指標値の増減を強調しない場合と比較して拍点を正確に特定できるという利点がある。
【００１４】
以上の総ての態様に係る音響処理装置は、入力音の処理に専用されるＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのハードウェア（電子回路）によって実現されるほか、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの汎用の演算処理装置とプログラムとの協働によっても実現される。
本発明の第１の態様に係るプログラムは、音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を特定する拍指標特定処理と、音響信号の拍周期を特定する拍周期特定処理と、拍指標値の時系列における複数のピークを検出する候補検出処理と、複数のピークの各々を拍点の候補点として、拍周期に応じた間隔で複数の検索窓を当該候補点から配列した第１窓列を設定する第１窓列設定処理と、複数の第１窓列のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の窓列に対応した候補点を選択する選択処理と、選択処理で選択した２以上の候補点のうち、当該候補点から拍周期に応じた間隔で配列した各検索窓内のピークの拍指標値に応じて選択した候補点を拍点として確定する拍点確定処理とをコンピュータに実行させる。本発明のプログラムによれば、第１の態様に係る音響処理装置と同様の作用および効果が実現される。
本発明の第２の態様に係るプログラムは、音響信号の特徴量の変化を示す拍指標値の時系列を特定する拍指標特定処理と、前記音響信号の拍周期を特定する拍周期特定処理と、前記拍指標値の時系列における複数のピークを検出する候補検出処理と、前記複数のピークの各々を拍点の候補点として、前記拍周期に応じた間隔で複数の検索窓を当該候補点から配列した第１窓列を設定する第１窓列設定処理と、前記第１窓列内の第１個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が多い２以上の第１窓列を、前記第１窓列設定処理で設定した複数の第１窓列から選別する第１抽出処理と、前記第１窓列内において前記第１個数を上回る第２個数の検索窓のうち拍指標値のピークを包含する検索窓の個数が最大となる第１窓列を、前記第１抽出処理で検出した前記２以上の第１窓列から選別し、当該第１窓列に対応する候補点を拍点として確定する第２抽出処理とをコンピュータに実行させる。本発明のプログラムによれば、第２の態様に係る音響処理装置と同様の作用および効果が実現される。
本発明の各態様に係るプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で利用者に提供されてコンピュータにインストールされるほか、通信網を介した配信の形態でサーバ装置から提供されてコンピュータにインストールされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る音響処理装置のブロック図である。図１に示すように、音響処理装置１００は、制御装置１２と記憶装置１４とを具備するコンピュータシステムで実現される。制御装置１２は、プログラムを実行することで複数の要素（周波数分析部２０，拍指標特定部３０，拍周期特定部４０，候補検出部６０，拍点特定部７０）として機能する演算処理装置（ＣＰＵ）である。ただし、制御装置１２の各要素は専用の電子回路（ＤＳＰ）でも実現される。記憶装置１４は、制御装置１２が実行するプログラムや制御装置１２が使用する各種のデータを記憶する。半導体記憶装置や磁気記憶装置など公知の記録媒体が記憶装置１４として任意に採用される。
【００１６】
記憶装置１４は、楽曲毎に音響信号Ｓを記憶する。音響信号Ｓは、楽曲の演奏音（楽音や音声）の時間軸上の波形を例えば44.1kHzの標本化周波数で標本化した多数のサンプルの時系列である。制御装置１２は、音響信号Ｓの拍周期（テンポ）Ｔと各拍点（拍位置）Ｂとを特定する。拍周期Ｔは、相前後する各拍点Ｂの時間的な間隔である。本形態においては、音響信号Ｓが表す楽曲の全体にわたって拍周期Ｔが一定である場合（例えばダンス音楽やポップ音楽などテンポが楽曲の全体にわたって略一定の楽曲）を想定する。
【００１７】
周波数分析部２０は、図２に示すように音響信号Ｓを時間軸上で区分した複数のフレームＦの各々についてフーリエ変換（例えばハニング窓を利用した短時間フーリエ変換）を実行することで各フレームＦの周波数スペクトル（パワースペクトル）Ｑを特定する。各フレームＦは例えば音響信号Ｓのサンプルの2048個分に相当し、相前後するフレームＦのズレ量（hop size）は例えば音響信号Ｓのサンプルの200個分に相当する。したがって、相前後する各フレームＦは時間軸上で相互に重複する。
【００１８】
図１の拍指標特定部３０は、音響信号Ｓの特徴量の経時的な変化を示す拍指標系列Ｘを特定する。本形態の拍指標系列Ｘは、音響信号Ｓの強度の変化量に応じてフレームＦ毎に算定されたＮ個（Ｎは自然数）の拍指標値ＯB（ＯB[1]，ＯB[2]，……，ＯB[N]）の時系列である。
【００１９】
図３に示すように、本形態の拍指標特定部３０は、指標算定部３２とピーク強調部３４とを具備する。指標算定部３２は、相前後する各フレームＦにおける音響信号Ｓの強度の変化量に応じたＮ個の拍指標値ＯA（ＯA[1]〜ＯA[N]）の時系列を拍指標系列Ｘ0として算定する。さらに詳述すると、拍指標系列Ｘ0における第ｊ番目（ｊ＝１〜Ｎ）の拍指標値ＯA[j]は、以下に演算式(1)として例示するように、第ｊ番目のフレームＦの周波数スペクトルＱと第（j+1）番目のフレームＦの周波数スペクトルＱとの各周波数における強度の差分（絶対値）を総ての周波数について合計（または平均）した数値である。演算式(1)の強度Ａ[j,f]は、第ｊ番目のフレームＦの周波数スペクトルＱのうち周波数ｆにおける強度を意味する。
【数１】
0005092876.tif 000002
【００２０】
図４の部分(A)は、拍指標系列Ｘ0を表す曲線（つまり拍指標値ＯA[1]〜ＯA[N]を連結した曲線）である。図４の部分(A)に示すように、拍指標系列Ｘ0のうち音響信号Ｓの強度が大きく変化する時点（楽曲の拍点を含む）にはピークが現れる。
【００２１】
図３のピーク強調部３４は、指標算定部３２が算定した拍指標系列Ｘ0のピーク（拍指標値ＯAの急激な増減）を強調することで拍指標系列Ｘ（拍指標値ＯB[1]，ＯB[2]，……，ＯB[N]）を特定する。さらに詳述すると、ピーク強調部３４は、拍指標系列Ｘ0の増減を抑制（平滑化）した数値（以下「平滑値」という）ＭA[j]を拍指標系列Ｘ0の拍指標値ＯA[j]から減算することで拍指標値ＯB[j]を算定する（ＯB[j]＝ＯA[j]−ＭA[j]）。平滑値ＭA[j]は、拍指標値ＯA[j]の近傍の複数個の拍指標値ＯAの平均値（低域成分）であり、例えば以下の演算式（2A）から演算式(2C)で定義される。
【数２】
0005092876.tif 000003
【００２２】
図５および演算式(2B)に示すように、基本的には、拍指標系列Ｘ0のうち拍指標値ＯA[j]を中心とするｎ個の拍指標値ＯA（ＯA[j-(n-1)/2]〜ＯA[j+(n-1)/2]）の平均値（移動平均）が平滑値ＭA[j]として算定される。一方、図５に示すように音響信号Ｓの始点の近傍の部分については拍指標値ＯA[j]を中心とするｎ個の拍指標値ＯAを確保できないから、図５および演算式(2A)に示すように、拍指標値ＯA[j]から拍指標値ＯA[j+(n-1)/2]までの(n+1)/2個の拍指標値ＯAの平均値が平滑値ＭA[j]として算定される。音響信号Ｓの終点の近傍の部分についても同様に拍指標値ＯA[j]を中心とするｎ個の拍指標値ＯAを確保できないから、図５および演算式(2C)に示すように、拍指標値ＯA[j]から最後の拍指標値ＯA[N]までの(N-j+1)個の拍指標値ＯAの平均値が平滑値ＭA[j]として算定される。以上の方法で算定された平滑値ＭA[j]を拍指標値ＯA[j]から減算することで拍指標値ＯB[j]が算定されるから、図４の部分(B)に示すように、拍指標系列Ｘの曲線（つまり拍指標値ＯB[1]〜ＯB[N]を連結した曲線）は、拍指標系列Ｘ0のピーク（高域成分）を強調した形状となる。図４の部分(B)に示すように、拍指標系列Ｘのうち音響信号Ｓの強度が大きく変化する時点（典型的には楽曲の拍点）にはピークＰBが現れる。
【００２３】
図１の拍周期特定部４０は音響信号Ｓの拍周期Ｔを特定する。拍周期Ｔの特定には、拍指標特定部３０が特定した拍指標系列Ｘ（ＯB[1]〜ＯB[N]）が利用される。図６は、拍周期特定部４０のブロック図である。図６の区間設定部４２は、拍指標系列ＸをＮU個（ＮUは自然数）の単位区間Ｕに区分する。図４の部分(C)に示すように、各単位区間Ｕは、例えば拍指標値ＯBの1024個分（フレームＦの1024個分）に相当する区間であり、相前後する単位区間Ｕのズレ量（hop size）は、例えば拍指標値ＯB（フレームＦ）の128個分に相当する。したがって、相前後する各単位区間Ｕは時間軸上で相互に重複する。
【００２４】
図６の相関算定部４４は、ＮU個の単位区間Ｕの各々について拍指標系列Ｘの自己相関演算を実行することで単位区間Ｕ毎に自己相関値Ｃ0を算定する。自己相関演算は、拍指標値ＯBの１個分を単位として順次に変化させた複数の時間差Ｌの各々について、当該時間差Ｌを付与した拍指標系列Ｘと当初の拍指標系列Ｘ（すなわち時間差Ｌが付加されていない拍指標系列Ｘ）とで拍指標値ＯBの自己相関値Ｃ0を算定する処理である。図７の部分(A)は、時間差Ｌと自己相関値Ｃ0との関係を示すグラフである。拍指標系列ＸのピークＰBの間隔に合致する時間差Ｌにて自己相関値Ｃ0は増大する。
【００２５】
ところで、各単位区間Ｕでの自己相関値Ｃ0の算定に使用される拍指標値ＯB（すなわち、時間差Ｌを付与した拍指標系列Ｘと当初の拍指標系列Ｘとが重複する区間内の拍指標値ＯB）の個数ｍは時間差Ｌが増加するほど減少する。したがって、図７の部分(A)に示すように、時間差Ｌが増加するほど自己相関値Ｃ0の変動は減少して雑音の影響を受け易くなる。そこで、本形態の相関算定部４４は、自己相関値Ｃ0の算定に使用した拍指標値ＯBの個数ｍを利用して自己相関値Ｃ0を正規化することで自己相関値Ｃを算定する。個数ｍは、単位区間Ｕに包含される拍指標値ＯBの総数ｍU（本形態では1024）から時間差Ｌ内の拍指標値ＯBの総数ｍLを減算した数値である（ｍ＝ｍU−ｍL）。相関算定部４４は、自己相関値Ｃ0を個数ｍで除算することで自己相関値Ｃを算定する（Ｃ＝Ｃ0／ｍ）。以上のように自己相関値Ｃ0を正規化することで、図７の部分(B)に示すように、時間差Ｌが大きい場合についても適切な自己相関値Ｃを算定することが可能となる。図７の部分(B)に示すように、拍指標系列ＸのピークＰBの間隔（すなわち拍点の間隔）の整数倍に相当する時間差Ｌにて自己相関値Ｃにピークが現れる。
【００２６】
以上のように時間差Ｌと自己相関値Ｃとの関係がＮU個の単位区間Ｕの各々について特定される。図８の部分(A)は、時間差Ｌ（横軸）を共通化してＮU個の単位区間Ｕの各々の自己相関値Ｃを縦軸（単位区間Ｕの番号）に配置した概念図である。図８の部分(A)において縦方向に延在する実線は各単位区間Ｕの自己相関値Ｃのピークの頂点を示す。本形態では音響信号Ｓの全体にわたって拍周期Ｔ（テンポ）が固定された場合を想定するから、図８の部分(A)に示すように、各単位区間Ｕの自己相関値Ｃのピークは時間差軸に沿って略等間隔に配置する。
【００２７】
図６の平均部４６は、相関算定部４４がＮU個の単位区間Ｕの各々について算定した自己相関値Ｃを時間差Ｌ毎に平均（または合計）することで平均相関値Ｃaveを算定する。すなわち、特定の時間差Ｌに対応する平均相関値Ｃaveは、図８の部分(A)および部分(B)に示すように、当該時間差Ｌにおける自己相関値ＣをＮU個の単位区間Ｕについて平均した数値である。
【００２８】
図６のピーク検出部４８は、平均部４６が算定した平均相関値Ｃaveについて複数のピークＰTを検出する。図９の部分(A)においては、ピーク検出部４８が平均相関値Ｃaveから検出したピークＰTが黒丸で図示されている。ピークＰTの検出には公知の技術が任意に採用される。
【００２９】
平均相関値Ｃaveには、拍指標系列ＸのピークＰBの間隔に対応した各時間差ＬにてピークＰTが現れる。一方、拍指標系列ＸのピークＰBの時点は、音響信号Ｓの強度が大きく変化する時点（典型的には楽曲の拍点Ｂ）である。したがって、平均相関値Ｃaveの複数のピークＰTのなかには、楽曲の拍周期Ｔに応じた間隔で時間差軸に沿って周期的に現れるピークＰTが存在する。そこで、図６の窓列設定部５０と信頼度算定部５２と拍周期確定部５４とは、拍周期Ｔの候補となる複数の間隔Δk（ｋ＝１〜Ｋ）の各々について、時間差軸上の当該間隔Δkで平均相関値ＣaveにピークＰTが現れる確度（以下「信頼度」という）ｒを算定し、信頼度ｒが高い間隔Δkを拍周期Ｔとして確定する。
【００３０】
ところで、一般的な楽曲のテンポは60BPM（Beat-Per-Minute）から200BPMまでの範囲内にある。そこで、本形態においては、拍周期Ｔが、200BPMに対応する周期（0.3ｓ（秒））から60BPMに対応する周期（１ｓ）までの範囲内にあると仮定する。時間差Ｌの単位量は、拍指標値ＯBの１個分（すなわち音響信号Ｓ（44.1kHz）のサンプルの200個分）に相当する4.54ms（ミリ秒）であるから、200BPMに対応する拍周期（0.3s）は時間差Ｌに換算すると66（＝0.3s／4.54ms）となり、60BPMに対応する拍周期（１s）は時間差Ｌに換算すると220（＝１s／4.54ms）となる。そこで、本形態においては、間隔Δkを66から220までの範囲Ａ内に制限する。以上の構成によれば、間隔Δkを制限しない場合と比較して信頼度ｒの算定の回数（演算量）が削減されるという利点がある。
【００３１】
図６の窓列設定部５０は、図９の部分(A)および部分(B)（部分(A)の範囲Ａ内の拡大図）に示すように、ピーク検出部４８が平均相関値Ｃaveから検出した総てのピークＰTのなかから時間差軸上の66から220までの範囲Ａ内にあるＫ個（Ｋは自然数）のピークＰT（ＰT[1]〜ＰT[K]）の各々について窓列ＧT（ＧT[1]〜ＧT[K]）を設定する。
【００３２】
第ｋ番目のピークＰT[k]に対応する窓列ＧT[k]は、図９の部分(C)に示すように、ピークＰT[k]から間隔Δkをあけて順次に時間差軸上に配置された４個の検索窓ＷT（ＷT[1]〜ＷT[4]）の集合である。間隔Δkは、時間軸上の原点（すなわち時間差Ｌがゼロである地点）からピークＰT[k]までの時間に相当する。したがって、窓列ＧT毎に間隔Δkは相違する。間隔Δkの設定に使用されるピークＰT（ＰT[1]〜ＰT[K]）は範囲Ａ内に位置するから、間隔Δkは前述のように66から220までの範囲Ａ内に制限される。各検索窓ＷT（ＷT[1]〜ＷT[4]）の窓幅は所定値（例えば拍指標値ＯBの20個分）に設定される。図９の部分(C)に示すように、窓列ＧT[k]の検索窓ＷT[1]は、時間差軸の原点から間隔Δkだけ離間した時点に中点が位置するように配置される。窓列ＧT[k]の第２番目以降の各検索窓ＷTは、直前の検索窓ＷTの中点から間隔Δkだけ離間した時点に中点が位置するように配置される。なお、窓列ＧTを構成する検索窓ＷTの個数は任意に変更される
【００３３】
図６の信頼度算定部５２は、範囲Ａ内のＫ個のピークＰT（ＰT[1]〜ＰT[K]）に対して窓列設定部５０が設定したＫ個の窓列ＧT（ＧT[1]〜ＧT[K]）の各々について信頼度ｒ（ｒ[1]〜ｒ[K]）を算定する。窓列ＧT[k]に対応する信頼度ｒ[k]は、ピーク検出部４８が平均相関値Ｃaveから検出した複数のピークＰT（範囲Ａの外側のピークＰTを含む）のうち当該窓列ＧT[k]の各検索窓ＷT（ＷT[1]〜ＷT[4]）内に位置するピークＰTの強度の平均値（または合計値）である。ひとつの検索窓ＷT内に複数のピークＰTが存在する場合には、当該検索窓ＷTの中点に近いピークＰTが信頼度ｒ[k]の算定に使用される。
【００３４】
窓列ＧT[k]における検索窓ＷTの間隔Δkが音響信号Ｓの拍周期Ｔに該当する可能性が高いほど窓列ＧT[k]の信頼度ｒ[k]は大きい数値となる。図６の拍周期確定部５４は、Ｋ個の窓列ＧT（ＧT[1]〜ＧT[K]）のうち信頼度ｒが最大となる窓列ＧT[k]を選択し、当該窓列ＧT[k]における検索窓ＷTの間隔Δkを音響信号Ｓの拍周期Ｔとして確定する。拍周期特定部４０が特定した拍周期Ｔは、例えば音響信号Ｓに対応するように記憶装置１４に格納される。以上が拍周期特定部４０の構成および動作である。
【００３５】
図１の候補検出部６０および拍点特定部７０は、拍指標特定部３０が特定した拍指標系列Ｘ（ＯB[1]〜ＯB[N]）と拍周期特定部４０が特定した拍周期Ｔとを利用して音響信号Ｓの拍点（拍位置）Ｂを検出する。拍点Ｂにおいては音響信号Ｓの強度が大きく変化する傾向があるから、拍点Ｂに対応するピークＰBが拍指標系列Ｘに現れる可能性は高い。しかし、音響信号ＰBのうち拍点以外で強度が大きく変化した時点においても拍指標系列Ｘにピークが現れるから、ピークＰBを単純に拍点Ｂとして特定することはできない。候補検出部６０は、図１０の部分(A)に示すように、拍指標系列Ｘに現れるＭ個（Ｍは自然数）のピークＰBを検出し、ピークＰBが現れる各時点を拍点Ｂの候補点ＢC（ＢC[1]〜ＢC[M]）として特定したうえで記憶装置１４に格納する。図１の拍点特定部７０は、候補検出部６０が特定したＭ個の候補点ＢC（ＢC[1]〜ＢC[M]）から最終的な拍点Ｂを確定する。なお、拍指標系列Ｘに現れる総てのピークＰBを拍点Ｂの候補点ＢCとする必要は必ずしもない。
【００３６】
図１１は、拍点特定部７０のブロック図である。図１１の窓列設定部７２は、候補検出部６０が特定したＭ個の候補点ＢC（ＢC[1]〜ＢC[M]）の各々について窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[M]）を設定する。図１０の部分(B)に示すように、第ｉ番目（ｉ＝１〜Ｍ）の候補点ＢC[i]に対応する窓列ＧA[i]は、候補点ＢC[i]から拍周期Ｔに応じた間隔で時間軸上に順次に配置されたｍA個の検索窓ＷA（ＷA[1]〜ＷA[mA]）の集合である。各検索窓ＷAの窓幅ｗ1は、Ｍ個の窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[M]）について共通の所定値（例えば拍指標値ＯBの20個分）に設定される。窓列ＧA[i]の第１番目の検索窓ＷA[1]は中点が候補点ＢC[i]に合致するように配置され、第２番目の検索窓ＷA[2]は検索窓ＷA[1]の中点（候補点ＢC[i]）から拍周期Ｔだけ離間した時点に中点が位置するように設定される。第３番目以降の検索窓ＷA（ＷA[3]〜ＷA[mA]）は以下の手順で設定される。
【００３７】
図１２の部分(A)に示すように検索窓ＷA[p-1]（ｐ＝３〜ｍA）内に拍指標系列ＸのピークＰBが存在しない場合、窓列設定部７２は、検索窓ＷA[p-1]の中点から拍周期Ｔだけ離間した時点が中点となるように検索窓ＷA[p]を設定する。一方、図１２の部分(B)に示すように検索窓ＷA[p-1]内にピークＰBが存在する場合、窓列設定部７２は、当該ピークＰBから拍周期Ｔだけ離間した時点が中点となるように検索窓ＷA[p]を設定する。また、図１２の部分(C)に示すように検索窓ＷA[p-1]内に複数のピークＰBが存在する場合、窓列設定部７２は、検索窓ＷA[p-1]の中点に近いピークＰBから拍周期Ｔだけ離間した時点が中点となるように検索窓ＷA[p]を設定する。図１０の部分(B)に示すように、音響信号Ｓの終点（拍指標値ＯB[N]）から所定長ΔLだけ手前の時点を超えない範囲で検索窓ＷAの配置が反復される。所定長ΔLは、例えば拍周期Ｔと所定値（例えば10）との加算値である。窓列設定部７２は、Ｍ個の窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[M]）の各々について、当該窓列ＧA[i]の各検索窓ＷA（ＷA[1]〜ＷA[mA]）が拍指標系列ＸのピークＰBを内包するか否かを示す情報（フラグ）を記憶装置１４に格納する。
【００３８】
図１１の選択部７４は、窓列設定部７２が設定したＭ個の窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[M]）のうち拍指標系列ＸのピークＰBを内包する検索窓ＷAの個数が多いｎ2個の窓列ＧA（すなわちｎ2個の候補点ＢC）を選択する。図１１に示すように、本形態の選択部７４は、第１抽出部７４１と第２抽出部７４２とで構成される。第１抽出部７４１は、Ｍ個の窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[M]）のなかから所定の条件を充足するｎ1個の窓列ＧAを抽出し、第２抽出部７４２は、第１抽出部７４１が抽出したｎ1個の窓列ＧAのなかから所定の条件を充足するｎ2個の窓列ＧAを抽出する。すなわち、Ｍ個の窓列ＧA（換言するとＭ個の候補点ＢC（ＢC[1]〜ＢC[M]）が２段階にわたってｎ2個まで絞り込まれる。
【００３９】
第１抽出部７４１は、図１３に示すように、Ｍ個の窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[M]）の各々について、当該窓列ＧA[i]のｍA個の検索窓ＷA（ＷA[1]〜ＷA[mA]）から選択されたＨ1個（Ｈ1は自然数）の検索窓ＷAのうち拍指標系列ＸのピークＰBを内包する検索窓ＷAの個数ｈ1を特定する。個数Ｈ1は所定値（例えば32）に設定される。Ｈ1個の検索窓ＷAは、図１０の部分(B)における窓列ＧA[1]について例示するように、窓列ＧA[i]を構成するｍA個の検索窓ＷA（ＷA[1]〜ＷA[mA]）のうち音響信号Ｓの始点側から順番に選択された検索窓ＷA（ＷA[1]〜ＷA[H1]）の集合である。
【００４０】
図１３に示すように、第１抽出部７４１は、Ｍ個の窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[M]）のうち個数ｈ1が所定の閾値ＴH1を上回るｎ1個の窓列ＧAを選択する。閾値ＴH1は、Ｍ個の窓列ＧAにおける個数ｈ1の最大値（図１３では窓列ＧA[2]に対応する個数ｈ1）から所定値ΔTH1（例えば４）を減算した数値に設定される。図１３においては、窓列ＧA[2]，ＧA[4]，ＧA[7]，ＧA[9]，……を含むｎ1個の窓列ＧAを第１抽出部７４１が選択した場合が想定されている。
【００４１】
図１１の第２抽出部７４２は、図１４に示すように、第１抽出部７４１が抽出したｎ1個の窓列ＧAの各々について、当該窓列ＧA[i]のｍA個（全部）の検索窓ＷA（ＷA[1]〜ＷA[mA]）のうち拍指標系列ＸのピークＰBを内包する検索窓ＷAの個数ｈ2を特定する。さらに、第２抽出部７４２は、ｎ1個の窓列ＧAのうち個数ｈ2が閾値ＴH2を上回るｎ2個の窓列ＧAを選択する。閾値ＴH2は、第１抽出部７４１が抽出したｎ1個の窓列ＧAにおける個数ｈ2の最大値（図１４では窓列ＧA[2]に対応する個数ｈ2）から所定値ΔTH2（例えば２）を減算した数値に設定される。図１４においては、第１抽出部７４１が抽出したｎ1個の窓列ＧA（ＧA[2]，ＧA[4]，ＧA[7]，ＧA[9]，……）のうち窓列ＧA[2]，ＧA[7]，……を含むｎ2個の窓列ＧAを第２抽出部７４２が選択した場合が想定されている。
【００４２】
図１１の窓列設定部７６は、選択部７４が選択した各窓列ＧAに対応するｎ2個の候補点ＢCの各々について窓列ＧBを設定する。候補点ＢC[i]に対応する窓列ＧB[i]は、候補点ＢC[i]から拍周期Ｔに応じた間隔で配置されたｍB個の検索窓ＷB（ＷB[1]〜ＷB[mB]）の集合である。図１０の部分(C)には、候補点ＢC[2]の窓列ＧB[2]が代表的に例示されている。窓列ＧB[i]の各検索窓ＷB（ＷB[1]〜ＷB[mB]）の中点の位置は、窓列設定部７２による検索窓ＷAの配置と同様の方法で拍周期Ｔに応じて決定される。図１０の部分(C)に示すように、ｎ2個の窓列ＧBにおける各検索窓ＷBの窓幅ｗ2は、窓列設定部７２が設定した検索窓ＷAの窓幅ｗ1を下回る所定値（例えば拍指標値ＯBの10個分）に設定される。以上のように検索窓ＷAの窓幅ｗ1と検索窓ＷBの窓幅ｗ2とは相違するから、窓列ＧA[i]の各検索窓ＷAの位置と窓列ＧB[i]の各検索窓ＷBの位置とは必ずしも合致しない。
【００４３】
図１１の信頼度算定部７８は、窓列設定部７６が設定したｎ2個の窓列ＧBの各々について信頼度Ｒを算定する。窓列ＧB[i]（候補点ＢC[i]）に対応する信頼度Ｒ[i]は、候補点ＢC[i]が音響信号Ｓの拍点Ｂに該当する可能性の指標となる数値である。例えば、信頼度Ｒ[i]は、窓列ＧB[i]の各検索窓ＷB（ＷB[1]〜ＷB[mB]）内に位置するピークＰBの強度（拍指標値ＯB）の平均値または合計値である。ひとつの検索窓ＷB内に複数のピークＰTが存在する場合には、当該検索窓ＷBの中点に近いピークＰBが信頼度Ｒの算定に使用される。
【００４４】
拍点確定部８０は、選択部７４が選択したｎ2個の窓列ＧB（候補点ＢC）の何れかを各々の信頼度Ｒに応じて選択し、当該窓列ＧB[i]に対応する候補点ＢC[i]を拍点Ｂとして確定する。拍指標系列Ｘに高強度で周期的に現れるピークＰBは拍点Ｂである可能性が高い。そこで、拍点確定部８０は、ｎ2個の窓列ＧBのうち信頼度Ｒ[i]が最大である窓列ＧB[i]に対応する候補点ＢC[i]を拍点Ｂとして確定する。さらに、拍点確定部８０は、信頼度Ｒ[i]から拍点Ｂとして確定した候補点ＢC[i]の窓列ＧB[i]を構成するｍB個の検索窓ＷB（ＷB[1]〜ＷB[mB]）の各々が内包するピークＰBの時点を拍点Ｂの系列として確定する。
【００４５】
ところで、信頼度Ｒ[i]が最大となる窓列ＧB[i]のｍB個の検索窓ＷB（ＷB[1]〜ＷB[mB]）のなかにはピークＰBを包含しない検索窓ＷBも存在する。図１１の拍点補充部８２は、拍点確定部８０が確定した複数の拍点Ｂの系列において相前後する各拍点Ｂの間隔ｇを算定し、拍周期Ｔを上回る間隔ｇ内に新たな拍点Ｂnewを設定（補充）する。例えば、図１５の部分(A)に示すように、相隣接する拍点Ｂaと拍点Ｂbとの間隔ｇが拍周期Ｔの1.5倍から2.5倍までの範囲内にある場合（1.5Ｔ≦ｇ＜2.5Ｔ）、拍点補充部８２は、拍点Ｂaと拍点Ｂbとの中点に新たな拍点Ｂnewを追加する。また、図１５の部分(B)に示すように、拍点Ｂaと拍点Ｂbとの間隔ｇが拍周期Ｔの2.5倍から3.5倍までの範囲内にある場合（2.5Ｔ≦ｇ＜3.5Ｔ）、拍点補充部８２は、拍点Ｂaと拍点Ｂbとの間隔を３等分する各地点に拍点Ｂnewを追加する。
【００４６】
さらに、拍点補充部８２は、新たな拍点Ｂnewを中点として所定の範囲内に拍指標系列ＸのピークＰBが存在する場合、当該拍点Ｂnewを、当該ピークＰBに対応した時点に補正する。拍点確定部８０が確定した拍点Ｂの時点と拍点補充部８２が設定した拍点Ｂnewの時点とは、例えば音響信号Ｓに対応するように記憶装置１４に格納される。
【００４７】
以上の形態においては、第１に、選択部７４が、拍指標系列ＸのピークＰBを内包する検索窓ＷAの個数が多いｎ2個の窓列ＧAに対応した候補点ＢCを選択し、第２に、拍点確定部８０が、ｎ2個の候補点ＢCに対応した窓列ＧBのうち各検索窓ＷB内のピークＰBの強度（拍指標値ＯB）に応じて選択した窓列ＧBの候補点ＢCを拍点Ｂとして確定する。拍指標系列ＸのピークＰBを内包する検索窓ＷAの個数（ｎ1，ｎ2）は簡素な処理で計数されるから、本形態によれば、例えば各候補点ＢC（ＢC[1]〜ＢC[N]）に対応したＮ個の窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[N]）の各々について各検索窓ＷA内のピークＰBの強度に応じた信頼度Ｒを算定したうえで拍点Ｂを特定する構成と比較して、拍点特定部７０による演算量（特に信頼度Ｒの算定の頻度）が削減されるという利点がある。さらに、窓列ＧBにおける検索窓ＷBの窓幅ｗ2は窓列ＧAにおける検索窓ＷAの窓幅ｗ1よりも狭いから、検索窓ＷAと検索窓ＷBとで窓幅を共通させた場合と比較して拍点Ｂを正確かつ効率的に検出することが可能である。
【００４８】
また、第１に、第１抽出部７４１が、窓列ＧAを構成するｍA個の検索窓ＷAから選択されたＨ1個の検索窓ＷAのうちピークＰBを内包する検索窓ＷAの個数ｈ1に応じてｎ1個の窓列ＧAを選択し、第２に、第２抽出部７４２が、ｎ1個の窓列ＧAの各々における総ての検索窓ＷAのうちピークＰBを内包する検索窓ＷAの個数ｈ2に応じてｎ2個の窓列ＧAを選択する。したがって、窓列ＧAのＨ1個の検索窓ＷA内のピークＰBの個数ｈ1からｎ2個の窓列ＧAを選択する処理のみを実行する場合と比較して、実際の拍点Ｂに対応する窓列ＧAを正確に抽出できるという利点がある。また、第２抽出部７４２による処理の対象が事前にｎ1個に削減されるから、Ｍ個の窓列ＧA（ＧA[1]〜ＧA[M]）の各々について総ての検索窓ＷA内のピークＰBの個数ｈ2からｎ2個の窓列ＧAを選択する場合と比較して選択部７４による演算量が軽減されるという利点もある。
【００４９】
窓列設定部７２が各検索窓ＷAを配置する場合に、検索窓ＷAに内包されるピークＰBの時点から拍周期Ｔだけ経過した時点を中点として次の検索窓ＷAが設定されるから、例えば拍周期Ｔの起算点を各検索窓ＷAの中点に固定した構成と比較して、音響信号Ｓの拍周期Ｔに揺らぎがある場合であっても各拍点Ｂを正確に検出できるという利点がある。以上においては検索窓ＷAについて言及したが、窓列設定部７６による検索窓ＷBの設定についても同様の効果が実現される。
【００５０】
拍点確定部８０の確定した拍点Ｂの間隔ｇが拍周期Ｔを上回る場合に当該間隔ｇ内に新規な拍点Ｂnewが補充されるから、音響信号Ｓにおいて強度の変化が比較的に小さい拍点Ｂ（すなわち拍指標系列Ｘに顕著なピークＰBとして現れない拍点Ｂ）も適切に特定できるという利点がある。
【００５１】
＜変形例＞
以上の各形態には様々な変形が加えられる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下に例示する各態様を任意に組合わせてもよい。
【００５２】
（１）変形例１  
拍周期Ｔを特定する方法は以上の例示に限定されない。例えば、以上の形態においては、単位区間Ｕ毎の自己相関値ＣをＮU個の単位区間Ｕについて平均した平均相関値Ｃaveを拍周期Ｔの特定に利用したが、特定の単位区間Ｕの自己相関値Ｃを平均相関値Ｃaveの代わりに利用する構成（平均部４６を省略した構成）も採用される。ただし、ひとつの単位区間Ｕの自己相関値Ｃにおいては拍点Ｂ以外の要因（例えば雑音）の影響が顕在化するから、拍周期Ｔの特定の精度が制限されるという問題がある。図６の構成においてはＮU個の単位区間Ｕにわたる平均相関値Ｃaveが使用されるから、音響信号Ｓにおける拍点Ｂ以外の要因の影響を緩和して高精度に拍周期Ｔを特定できるという利点がある。
【００５３】
以上の例示以外にも拍周期Ｔの特定には公知の技術が任意に採用される。また、拍周期Ｔを音響信号Ｓに対する演算で算定する処理は本発明において必須ではない。例えば、音響信号Ｓの拍周期Ｔが記憶装置１４に格納された構成においては、拍周期Ｔを記憶装置１４から読出す処理が本発明における「拍周期の特定」に相当する。ただし、図６の構成においては、拍指標特定部３０の特定した拍指標系列Ｘが、拍周期特定部４０による拍周期Ｔの特定と拍点特定部７０による拍点Ｂの特定とに兼用されるから、拍周期特定部４０が拍周期Ｔの特定に拍指標系列Ｘを使用しない構成と比較して、音響処理装置１００の全体としての演算量が削減されるという利点がある。
【００５４】
（２）変形例２  
拍指標系列Ｘ（Ｘ0）の定義や算定の方法は適宜に変更される。例えば、以上においては各フレームＦの音響信号Ｓの全帯域にわたる強度の変化量を拍指標値ＯAとして拍指標系列Ｘを算定したが、音響信号Ｓのうち特定の周波数帯域（例えば高音域）に属する成分の強度から拍指標系列Ｘを算定する構成や、相前後する各フレームＦにおける音響信号Ｓの強度の相対比を拍指標値ＯAとして拍指標系列Ｘを算定する構成も採用される。
【００５５】
また、拍指標系列Ｘの基礎となる特徴量は音響信号Ｓの強度に限定されない。例えば、各フレームＦの複素スペクトルの位相偏差を拍指標値ＯAとして拍指標系列Ｘが算定される。さらに詳述すると、過去のフレームＦから各フレームＦについて予測される音響信号Ｓの短時間複素スペクトルの位相と当該フレームＦの実際の位相との差分値（あるいは単純に前後の各フレームＦの位相の差分値）を周波数毎に算定し、各差分値の絶対値を全帯域にわたって合計または平均した数値を各フレームＦの拍指標値ＯAとすることで拍指標系列Ｘが生成される。位相偏差を利用した場合にも拍点Ｂ（打撃音）の位置を高精度に検出することが可能である。
【００５６】
さらに、相前後する各フレームＦの周波数スペクトルＱから特定されるベクトル間の距離（例えばユークリッド距離）を拍指標値ＯAとして拍指標系列Ｘ0を特定する構成や、音響信号Ｓにおいて相前後する各フレームＦの強度（音量）の差分の時系列を拍指標系列Ｘ0として算定する構成（周波数スペクトルＱの算定を省略した構成）も採用される。以上の例示から理解されるように、音響信号Ｓの特徴量の変化の程度の指標となる任意の数値が本発明における拍指標値として利用される。
【００５７】
また、ピーク強調部３４を省略した構成も好適である。すなわち、指標算定部３２が算定した拍指標値ＯA（ＯA[1]〜ＯA[N]）の系列が拍指標系列Ｘとして拍周期特定部４０や候補検出部６０に使用される。また、ピーク強調部３４を具備する構成において、拍指標系列Ｘ0のピークを強調する方法は以上の例示に限定されない。例えば、拍指標系列Ｘ0に対してハイパスフィルタ処理を実行することで拍指標系列Ｘが特定される。
【００５８】
（３）変形例３  
以上の形態においては、第１抽出部７４１による候補点ＢC（窓列ＧA）の絞込みと第２抽出部７４２による候補点ＢC（窓列ＧA）の絞込みと信頼度Ｒに応じた候補点ＢCの絞込み（拍点Ｂの確定）とを実行する構成を例示したが、以上の３種類の絞込みのうち任意の２種類の絞込みのみを採用した構成も好適である。例えば、第１抽出部７４１および第２抽出部７４２の一方を省略した構成や信頼度算定部７８（さらには窓列設定部７６）を省略した構成も採用される。信頼度算定部７８を省略した構成においては、例えば、第１抽出部７４１が選別したｎ1個の窓列ＧAのうちピークＰBを内包する検索窓ＷAの個数ｈ2が最大となる窓列ＧA[i]に対応した候補点ＢC[i]が拍点Ｂとして確定される。
【００５９】
（４）変形例４  
以上の形態においては、第２抽出部７４２が窓列ＧA[i]の総て（ｍA個）の検索窓ＷA（ＷA[1]〜ＷA[mA]）を対象として個数ｈ2を特定したが、窓列ＧA[i]のうち一部の検索窓ＷAのみを個数ｈ2の計数に使用してもよい。すなわち、第１抽出部７４１と第２抽出部７４２とを具備する構成においては、第２抽出部７４２による個数ｈ2の計数に使用される検索窓ＷAの個数Ｈ2が、第１抽出部７４１による個数ｈ1の計数に使用される検索窓ＷAの個数Ｈ1を上回る構成が好適であり、個数Ｈ2の検索窓ＷAが窓列ＧAの全部であるか一部であるかは不問である。
【００６０】
また、第１抽出部７４１が個数ｈ1の計数に使用するＨ1個の検索窓ＷAは窓列ＧAから任意に選択される。例えば、音響信号Ｓの中途の部分や最後の部分に対応するＨ1個の検索窓ＷAを選択する構成や、音響信号Ｓの始点から終点までにわたって分散的にＨ1個の検索窓ＷAを選択する構成が採用される。ただし、拍点Ｂ（拍間隔Ｔ）は、楽曲のうちの最初の部分で明確かつ安定的に現れる場合が特に多いという傾向があるから、個数ｈ1の計数に使用するＨ1個の検索窓ＷAを音響信号Ｓ（楽曲）の始点側から順番に選択する構成によれば、他の部分の検索窓ＷAを使用する場合と比較して正確かつ安定的に拍点Ｂを検出できるという利点がある。
【００６１】
（５）変形例５  
以上の形態においては音響信号Ｓの全体にわたって拍周期Ｔ（テンポ）が一定である場合を例示したが、拍周期Ｔが音響信号Ｓの各部分で変化する場合であっても、以上の形態に例示した拍周期Ｔや拍点Ｂの特定は適用される。図１６は、楽曲内で拍周期Ｔが変化する場合における単位区間Ｕ毎の自己相関値Ｃを図８の部分(A)と同様の方法で図示した概念図である。自己相関値Ｃには拍周期Ｔに応じた間隔でピーク（ＰT）が発生するから、楽曲内で拍周期Ｔが相異なる各区間Ｖ（Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3）においては自己相関値ＣのピークＰTの間隔が相違する。図１７は、変形例に係る拍周期特定部４０のブロック図である。図１７の区間検出部５６は、各単位区間Ｕにおける自己相関値ＣのピークＰTの間隔を算定するとともに当該間隔が変化する時点を境界として音響信号Ｓを複数の区間Ｖに区分する。図１７の平均部４６から拍周期確定部５４までの各要素は、複数の区間Ｖの各々について以上の形態（図１）と同様の処理を実行することで区間Ｖ毎に拍周期Ｔを特定する。一方、拍点特定部７０は、音響信号Ｓの複数の区間Ｖの各々について、当該区間Ｖ内の拍指標系列Ｘと当該区間Ｖの拍周期Ｔとを利用して以上の形態と同様の方法で拍点Ｂの系列を特定する。なお、拍周期Ｔの変化を検出する方法は以上の例示に限定されない。
【００６２】
（６）変形例６  
以上の形態においては信頼度Ｒ[i]の算定に窓列ＧB[i]を利用したが、窓列設定部７２が設定した窓列ＧA[i]を利用して信頼度算定部７８が信頼度Ｒ[i]を算定する構成も採用される。例えば、信頼度算定部７８は、選択部７４が選択したｎ2個の窓列ＧAの各々について、当該窓列ＧA[i]の各検索窓ＷA（ＷA[1]〜ＷA[mA]）内に位置するピークＰBの強度（拍指標値ＯB）の平均値または合計値を信頼度Ｒ[i]として算定する。以上のように信頼度Ｒ[i]の算定に窓列ＧA[i]を使用する構成においては窓列設定部７６が省略される。もっとも、図１０の部分(B)および部分(C)のように検索窓ＷAの窓幅ｗ1と比較して窓幅ｗ2が狭い検索窓ＷBを配列した窓列ＧBを信頼度Ｒ[i]の算定に使用する構成によれば、拍点Ｂ以外の要因（例えば雑音）に起因して検索窓ＷBにピークＰBが現れる可能性が低減されるから、窓列設定部７６を省略した構成と比較して正確に拍点Ｂを検出できるという利点がある。
【００６３】
（７）変形例７  
以上の形態においては音響信号Ｓの全体にわたる拍点Ｂを検出したが、楽曲の最初の拍点Ｂ（候補点ＢC）のみを検出する構成も採用される。例えば、拍点確定部８０は、信頼度Ｒ[i]が最大となる窓列ＧB[i]に対応した候補点ＢC[i]のみを楽曲の最初の拍点Ｂとして確定する。また、拍点補充部８２を省略した構成も採用される。
【００６４】
（８）変形例８  
以上の形態においては音響信号Ｓが記憶装置１４に格納された構成を例示したが、音響信号Ｓの各フレームＦの周波数スペクトルＱが事前に算定されて記憶装置１４に格納された構成においては、記憶装置１４に音響信号Ｓが保持される必要はない。
【００６５】
（９）変形例９  
以上の形態においては、拍指標特定部３０と拍周期特定部４０と拍点特定部７０とを具備する音響処理装置１００を例示したが、拍指標特定部３０と拍周期特定部４０と拍点特定部７０とは各々が独立した装置として成立する。すなわち、拍指標特定部３０を具備する音響処理装置は、拍周期Ｔの特定や拍点Ｂの検出に使用される拍指標系列Ｘ（拍指標値ＯB[1]〜ＯB[N]）を特定する装置として成立し、拍周期特定部４０を具備する音響処理装置は、拍指標系列Ｘ（拍指標値ＯB[1]〜ＯB[N]）から拍周期Ｔ（テンポ）を特定する装置として成立し、拍点特定部７０を具備する音響処理装置は、拍指標系列Ｘ（拍指標値ＯB[1]〜ＯB[N]）と拍周期Ｔとから拍点Ｂを特定する装置として成立する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態に係る音響処理装置のブロック図である。
【図２】音響信号の各フレームを説明するための概念図である。
【図３】図１における拍指標特定部のブロック図である。
【図４】拍指標系列と単位区間とについて説明するための概念図である。
【図５】ピーク強調部で使用される平滑値を説明するための概念図である。
【図６】図１における拍周期特定部のブロック図である。
【図７】拍指標系列の自己相関値を示すグラフである。
【図８】平均相関値の算定を説明するための概念図である。
【図９】拍周期特定部における窓列の設定を説明するための概念図である。
【図１０】図１における候補検出部および拍点特定部の動作を説明するための概念図である。
【図１１】図１における拍点特定部のブロック図である。
【図１２】窓列設定部の動作を説明するための概念図である。
【図１３】第１抽出部の動作を説明するための概念図である。
【図１４】第２抽出部の動作を説明するための概念図である。
【図１５】拍点補充部の動作を説明するための概念図である。
【図１６】拍周期が変化する場合における各単位区間の自己相関値を示す概念図である。
【図１７】変形例に係る拍周期特定部のブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００……音響処理装置、１２……制御装置、１４……記憶装置、２０……周波数分析部、３０……拍指標特定部、３２……指標算定部、３４……ピーク強調部、４０……拍周期特定部、４２……区間設定部、４４……相関算定部、４６……平均部、４８……ピーク検出部、５０……窓列設定部、５２……信頼度算定部、５４……拍周期確定部、５６……区間検出部、６０……候補検出部、７０……拍点特定部、７２……窓列設定部、７４……選択部、７４１……第１抽出部、７４２……第２抽出部、７６……窓列設定部、７８……信頼度算定部、８０……拍点確定部、８２……拍点補充部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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