情報処理学会 インタラクション 2014
IPSJ Interaction 2014

B6-2
2014/2/28

メロディモーフィング手法を用いた初学者向けの作曲支援システムの研究
染矢さらら†1	 

安藤大地†1	 

笠原信一†1

現在, 作曲とは音符, 休符, 和音名などを用い, 楽譜を描くように行われることが一般的であるが, 本研究では, それらについて複雑な知識を必要とせず, 音楽知識の少ないユーザでも手軽に作曲を行えるようなシステムの提案を行う.

Study on Music Composition Assist System for Beginners
SARARA SOMEYA†1	  DAICHI ANDO†1SHINICHI KASAHARA†1
Currently music composition is generally done by writing score using notes,rest notes,combinations harmony, and so on.This
study proposes a system for beginners to compose music easily without these complex skill.

1. は じ め にくれるという手軽さと,	 魅力的なキャラクターなどによっ	  	  	  	  	  	 て,	 プロの音楽家ではない多くの人々が作曲に興味を持ち	 	 現状,	 作曲の手法の中では,	 音符や休符を入力して楽譜始めた.こうして,「音楽知識は少ないが曲を作りたい」とを書くように行うものが多くを占める.しかし,	 楽譜を書いうユーザの新たなニーズが生 ま れ た .実 際 に インターネ

くためには,	 音符,	 休符,	 和音名などを適切に扱う必要がット上では VOCALOID に興味を持つ人々の「音楽経験無あり,	 これらの音楽知識を学ぶことが必須である.ゆえに初学者にとっての作曲は,	 しばしばハードルの高いものであると考えられる.	 	 	 この現状の課題をふまえ,	 その解決策として今回の研究では,「メロディモーフィング法」を用いた作曲支援技術についての研究と提案を行う.メロディモーフィング法とは,	 あるメロディ A を別のメロディ B に滑らかに変化させるような手法である.この技術を用いることで,例えばユーザのしでも作曲ができるか」,「市販のソフトウェアを使用して簡単に作曲ができないか」というような声が多 く あ る .このニーズを満たすための,	 新たな技術が必要であると考える.そこで,	 今回は初学者向けの作曲支援システムとして「メロディモーフィング手法」に注目した.	 この手法を作曲支援に用いれば,	 初学者が複雑な音楽知識を必要とせず,	 より直感的な操作で作曲を行うことが可能になると考えら「メロディ A にメロディ B のニュアンスを 3 割付加したい」

れる.	 と い う よ う な ,	  音楽的知識に依存しない直感的な操作で,	 	 メロディを作ることが可能になる.	 

2.2	  今回は特に,	 浜中らが提案した「タイムスパン木に基づ	  メロディモーフィングとはあるメロディと別のメロディ

くメロディモーフィング法」[1]をもとにし,	 それらの課題の間にある複数個のメロディをある尺度のもとで順序付けと改善策について検討し,	 よりユーザにとって操作性の高て生成する技術である.	 即ち,	 あるメロディ A とあるメロいアプリケーションにつながる技術の開発を目指す.	 

ディ B をモーフィングすることにより,	 それらの特徴を一浜中雅俊らによるメロディモーフィング法

定の割合で混ぜたようなメロディ C を作ることができる.

2.

研究背景

これによりユーザは「メロディ A とメロディ B を 7:3 の割

2.1「 VOCALOID」の 普 及 と 初 学 者 向 け 作 曲 支 援 シ ス テ合で混ぜたような曲がほしい」といった抽象的な要求をもムの需要とに操作を行うことができる.	 

近年,	 PC 上の音声合成ソフトウェア「VOCALOID」がブ	  浜中らはメロディモーフィングの手法として,「メロデームを呼んでいる.初音ミクに代表される VOCALOID は,	 ィ部分簡約法」を提案している.「メロディ部分簡約法」は実際に人の歌声を録音せずとも,	 パソコンだけで人間のよ以下の手順で行われる.

うにリアルな歌声を合成することを可能にしている.「初音1)	 二つのメロディA, B の共通部分と非共通部分を抽出	 

ミク」における,	 自分の作った曲をキャラクターが歌って

2)	 非共通部分のメロディを簡約したメロディCを生成	 3)	 メロディCとメロディA, B	 をそれぞれ重ね合わせる	 

†1 首都大学東京システムデザイン学部
Tokyo Metropolitan University	  この手法では, 手順 1)で抽出した非共通部分の特徴を,なめらかに増減させることで, メロディのモーフィングを© 2014 Information Processing Society of Japan529

実現する. 非共通部分の特徴の増減とは, 手順 2)で簡約レ

直観を表したもので,構造的に重要な音が幹になるような2ベルの指定によりメロディCを複数パターン生成すること分木(タイムスパン木)を求める分析である(図1).」[1]	 

であり, それに伴ってメロディA, Bの合成結果が変化する.	  この手法の利点としては, 非共通部分をなめらかに増減させることにより, 同時に合成結果のパターンについても細かな調整が可能であることが挙げられる. 反面, パラメータチューニングが複雑であり, パラメーターの選択や最終的な調整を, 人の手で行わざるを得ないという現状があるため, 現在もこの技術の自動化には至っていない. メ
ロディモーフィング技術の自動化は, 初学者向けのアプリ
ケーションへの実装等において必須事項であり, 既存の技術は大きな問題を抱えていると言える.

図 1 グルーピング構 造 , 拍 節 構 造 , タイムスパン木（ 浜 中ら に よ る 	 [1]） 	 	 今回は,	 あるメロディAについてタイムスパン木を求め,

3.	  新 た な メ ロ デ ィ ー モ ー フ ィ ン グ 手 法 の 提 案	  2.2で述べた既存の技術が抱 え る 問 題 を 受 け て , 今 回 の研究では,い か に メロディモーフィングの自 動 化 を 実 現 するか, という点に着目した. 今回提案する手法は, 既存の手法の手順を簡略化し, より平易にメロディモーフィングを実現することにより, その自動化を目指すものである.
3.1 モーフィングの手 順	  手順は以下である. (次ページ 図3)
1) 二つのメロディA, B について, それぞれを簡約したメロディC, Dを生成(メロディの簡約法については後述)
2) メロディC, D を重ね合わせたメロディEを生成3) 和音を含んだメロディE から単音のみのメロディを複数パターンに分けて抽出	 	  この手法では, 手順 1)のメロディA, Bの簡約レベルの指定 , 及び手 順 3)の和音を構成する単音の取捨選択のパターンにより, メロディA, Bの合成結果を変化させる.この手法については, 手順 2) のメロディE の合成が, 単純なメロディC, Dの重ね合わせであること, 手順 3)における, 複数の合成結果となるメロディ生成が容易であることなどにより, 3.1で述べた手法に比べ, より平易なアルゴリズムで実現できると考 え ら れ る . 反 面 , 二つのメロディのモーフ
ィング結果に偏りが生じる可能性がある点など課題も存在

それをもとに拍点が最小のものから順に注目しながら,	 head（枝の音符）を簡約する.また,	 簡約を行う際は以下のように音符の強弱を定め,	 弱いものから簡約していく.(図2)	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	  	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	  	  	  	  	  	  	  	  図 2	 簡 約 の 優 先 順 位 	 	 

4.	 検 証 	 	  以上の提案をもとに,	 モーフィングによって得られるメロディについて,	 いくつかの検証を行った.そこで得られた結果を以下に示す.ここでは,	 モーフィングされる元の楽曲をメロディA,	 合成するサンプル曲をメロディB,	 モーフィングによって生成された楽曲をメロディEと表記する.また今回の検証では,	 前提条件として,	 メロディAとサンプルのメロディBは,	 コード進行が同じものであるとした.	 
(1) 検 証 1	  まずは,	 モーフィングが高い確率で成功すると考えられする. 

る条件で検証1（図3）を行った.条件は以下である.	 

3.2	  メ ロ デ ィ の 簡 約 法 に つ い て 	 	 	 	 	 	 2)メロディBは,	 メロディAのリズムと音符の数に比	 	 	 	 	  3.1で述べた手順のうち,	 (1)のメロディを簡約する手法	 	 	 	 	 	 	 較的類似しているものを用意.	 

条件	 1)メロディAは,	 音符の数が少ない楽曲を選択.	 

について述べる.今回提案する手法では,	 浜中らが「タイ結果	 )モーフィングの結果,	 合成されたメロディEのメロ	 ムスパン木に基づくメロディモーフィング法」の中で提案	  	  	  ディやリズムの流れに不自然な点はなく,	 二つメロ	 している「タイムスパン木」を用いたメロディ簡約法をも	  	  	  ディの特徴を比較的受け継いだ楽曲が生成されたと	 とに,	 メロディの簡約を行った.	 	  	  	  言える.	 	  浜中らによると,	 「タイムスパン簡約とは,	 あるメロデ

考察	 1)メロディ同士のコード進行,	 リズムなどが一致し	 	 	 ィを簡約化することによって,そのメロディの装飾的な部	  	  	  	 ている場合は比較的自然なモーフィングが可能で	 	 	 分が削ぎ落とされ,	 本質的なメロディが抽出されるという	 	 	 	 	 	 	 あると考えられる.	 

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考察	 2)音符の数が少ない楽曲同士では,	 タイムスパン木	 	 (3) 検 証 3	 	 	 	 	 	 	 を用いた簡約の際に,	 簡約できる要素が少ないた	 	 	 	  検証2では,	 リズムの運びが異なる場合でもモーフィン	 	 	 	 	 	 	 め,	 モーフィングで生成される楽曲パターンが限	 グが可能であることが分かった.続いて検証3（ 図4.2）では,	 	 	 	 	 	 	 	 られることが分かった.	 

それぞれの楽曲の曲調の違いに注目した.	 

(2) 検 証 2

条件	 1)メロディBは,	 メロディ曲のイメージを大きく異	 	  検証2（ 図4.1）では,	 検証1の結果を受けて以下の条件を	  	  	  	 なるものを用意.（今回の検証ではクラシック調と	 	 	 	 設定した.	 	 	 	 	 	 	 	 POPS調の曲を用意した）	 

条件	 1)メロディAは,	 音符の数が多い楽曲を用意.	 

条件	 2)メロディAは,	 検証2で使用したものと同一のもの	  	 	 	  	  	  （検証1の考察	 2）を受けて,	 検証2では,	 音符の数	 	 	 	 	 	 	 	 	 を使用.	 	 	 	 	 	 	 	 が多い曲を元曲のメロディAとした.）	 

結果	 )得られたメロディは,	 それぞれの楽曲の特徴をある	 

条件	 2)メロディBは,メロディAとリズムの運びが異なる	  	  	  	  	  	  程度受け継いでいるものの,	 メロディの流れにやや	  	  	  	 	  	  	  	 楽曲を用意.	 	  	  	  違和感が感じられた.	 	 	 	 	 	 	 （検証1の考察	 2）から,	 楽曲同士のリズムが比較	  	  	  	 考察	 1)条件2については,	 この条件を設定することによ	 	 	  	  	  	 的近いものであれば,	 モーフィングが可能である	  	  	  	 	 	 	 	 	 	 って特別な差異は確認できなかった考えられる.	 	  	  	  	 ことが分かったので,	 リズムの運びが異なる楽曲	 

考察	 2)この結果について,考えられる原因としては,	 簡約	 	 	 	 	  	  	  	 を用意した.）	 	 	 	 	 	 	 	 したメロディAには,	 同一の音符（今回の場合はD	 

条件	 3)タイムスパン木簡約する際,	 簡約した音符の空白	  	 	 	 	 	 	 	 	 音）が集中している小節が多く存在し,かつ用意し	 	  	  	  	 部分は直前の音符の拍を伸ばすことで埋める.	 	 	 	 	 	 	 	 たメロディBの音符の数が比較的少なかったこと	  	 	 	 	  	  	  （検証１では,	 簡約した音符の部分を休符としてい	 	 	 	 	 	 	 	 	 が挙げられる.これにより,	 合成されたメロディに	 	 	 	 	 	 	 	 たが,	 休符はその楽曲のイメージに大きく影響す	 	 	 	 	 	 	 	 	 メロディAを構成する同一の音符の大部分が反映	 	 	 	 	 	 	 	 ると考え,	 この条件を設定した）	 	 	 	 	 	 	 	 され,	 自然な合成ができなかったと考えられる.	 

結果	 )	 比較的自然にモーフィングを行うことができた.	 	  	  	  	 	  この結果から,	 同一の音がある場合は,	 ある程	 

考察 1)音数が多く,	 リズムの運びが異なる楽曲同士でも,	 	 	 	  	  	  	 度それらを簡約する必要が出てくる場合があると	 	 	 	 	 	 	 	 自然なモーフィングが可能である場合がある.	 	 	 	 	 	 	 	 	 考えられる.そのため,	 タイムスパン木簡約の際に,	 	 考察	 2)条件3を設定することで,	 より二つの楽曲の特徴を	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 3.2で述べた音符の強弱による簡約の方法以外にも,	 	 	 	 	 	 	 	 	 強調することができた.	 	 	 	 	 	 	 	 簡約する音符の優先順位を決める基準が存在する	 	 	 	 	 	 	 	 	 と考えられる.これを今後の検証課題としたい.	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 © 2014 Information Processing Society of Japan531

	 5.	 お わ り に 	 	 	  今回は,	 既存の研究と新たな手法についての検証を行った.今後の展望として, 今回の検証で得られた結果をもとに, 今後さらに検証を重ね改善案を検討していく予定である.	 	  また,	 ユーザが実際に触れるアプリケーションについても,	 より操作性の高い形について研究し,	 提案していきた
いと考えている.	 	 
参考文献
1)

浜中雅俊, 平田圭二, 東条敏: "タイムスパン木に基づくメロディモーフィング法", 情報処理学会 音楽情報科学研究会 研究報告 2008-MUS-74-19, Vol. 2008, No. 12, pp.
107-112, February 2008.
2)(2013/7/23 取得)「PRESIDENT Online」(2012年6月26日号/人気爆発「初音ミク」に世界中のファンがつく理由)
http://president.jp/articles/-/6495 (2013/7/23 取得)	 © 2014 Information Processing Society of Japan532