Vol.2011-MUS-91 No.7
2011/7/28

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report

歌詞と音響特徴量を用いた楽曲印象軌跡推定法の設計と評価∗1

1. は じ め に
近年の楽曲再生ソフトウェアや携帯音楽プレーヤーの音楽ライブラリ容量増加に伴い，音楽情報検索（MIR:Music Information Retrieval）技術の需要が高まり，研究がさかんに行

西 川 直
後 藤 真

毅†1
孝†2

糸 山 克
尾 形 哲

寿†1
也†1

藤 原 弘
奥 乃

将†2,†3

われるようになった．例えば，スペクトルなどを表現する音響的特徴の類似度を使用した楽博†1

曲検索などがある1),2) ．これらの研究は，「人間は音響的特徴が似た楽曲を似ていると知覚する」という観点に基づいていると考えられる．それに対して，人間は音楽を印象の表現として知覚する3) との観点からは，楽曲類似度の知覚は音響的特徴ではなく楽曲から受ける印

本稿では，歌詞と音響信号のそれぞれが持つ印象の時間変化を印象軌跡として推定し，その二つの組み合わせで楽曲全体の印象軌跡を表現する手法について述べる．歌詞の印象軌跡は，確率的潜在意味解析 (PLSA) を用いて，歌詞中の単語から歌詞の印
象を表すトピックを推定することで求める．音響信号の印象軌跡は，重線形回帰分析
を用いて音響特徴量から推定する．評価実験では，「The Beatles」の 175 曲の印象軌跡を推定し，それらを複数のクラスにクラスタリングして分析した．各クラスごとの音響特徴量の比較，ソーシャルタグと印象軌跡の比較から，推定された印象軌跡は適切であり，楽曲印象の時間変化が表現できる事がわかった．

象に基づくと考えられる．つまり，印象を定義し，その印象に基づいて楽曲を分類・検索する機能が実現できれば，MIR はより人間の感性に適した検索結果を提供する事ができると期待される．一方で楽曲の印象推定の従来研究4)–15) はいまだ発展途上である．これは，印象が視聴する個人の主観で評価されるものであり，定量化が困難なためである3) ．
我々は，楽曲印象を表現する上で以下の 2 点が重要であると考える．

• 歌詞と音響信号を両方用いること• 印象の時間変化を考慮すること

Design and Evaluation of aMusical Mood Trajectory Estimation Method
Using Lyrics and Acoustic Features

前者については，歌詞は楽曲の内容を言語により表現したもので，楽曲の印象に大きな影響を与えると考えられるためである．実際の楽曲においては，（明るい曲調だが歌詞の内容が暗い場合など）歌詞と音響信号で受ける印象が異なる場合があり，このような楽曲の印象を適切に表現するには両方を用いることが不可欠である．歌詞と音響信号の両者を用いた従来

N. Nishikawa,†1 K. Itoyama,†1 H. Fujihara,†2,†3
M. Goto,†2 T. Ogata†1 and H. G. Okuno †1

研究9)–11) においても，両者を用いた場合に印象の認識率が向上する例が報告されている．
後者については，音楽から受ける印象は楽曲の進行に応じて時々刻々と変化する12),13) と考えられるためである．例えば，（いわゆるサビや A メロなどの）楽曲の任意の区間によってThis paper describes a method that represents an overall musical mood trajectory (time-varying impressions) of a song by using two mood trajectories
estimated for both of the lyrics and audio signals. The mood trajectory of the
lyrics is obtained by using the Probabilistic Latent Semantic Analysis (PLSA)
to estimate topics (representing impressions) from words in the lyrics. The
mood trajectory of the audio signals is estimated from acoustic features byusing the Multiple Linear Regression Analysis. In our experiments, mood trajectories of 175 songs by The Beatles are estimated and clustered into several
classes. Comparison of acoustic features within each class and comparison ofsocial tags and mood trajectories showed that the estimated mood trajectories
is suitable and can represent time-varying impressions of songs.

曲調が大きく異なる楽曲や，歌詞が物語のような時間的構造を持つ楽曲などが存在し，そのような楽曲では楽曲全体で 1 つの印象を推定するだけでは不十分である．
楽曲印象推定の従来研究4)–15) では，これらの 2 点を同時に扱ったものは無かった．例え∗1 本研究は，科研費基盤研究 (S) の支援を受けた．
†1 京都大学 大学院情報学研究科 知能情報学専攻
Dept. of Intelligence Science and Technology, Grad. School of Informatics, Kyoto University†2 産業技術総合研究所
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)†3 School of Electronic Engineering and Computer Science, the Queen Mary University of London

1c 2011 Information Processing Society of Japan

Vol.2011-MUS-91 No.7
2011/7/28

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report

ば歌詞音響信号を同時に用いた研究例9)–11) は 1 つの楽曲について 1 つの印象を推定する目

Ꮫ⩦

的で開発されており，楽曲中の印象の時間変化は考慮されていなかった．一方，印象の時間&DQ̓WEX\PHORYH
$OO\RXQHHGLVORYH

㡢㡪ಙྕ

ḷモ

`

3/6$




変化を考慮した研究12),13) では歌詞は用いられていなかった．

᥎ᐃ

本稿では時間変化する楽曲印象の時系列，すなわち楽曲印象軌跡の推定手法について述べධຊᴦ᭤る．我々は，歌詞と音響信号の 2 要素が重要との立場から，歌詞と音響信号の印象軌跡をそ

`

㔜⥺ᙧᅇᖐ

ฟຊ༳㇟㌶㊧+ROGPHWLJKW ,ORYH\RX

3/6$

れぞれ推定し，楽曲全体の印象をその 2 つの組み合わせとして表現する．このように楽曲印
象を多面的に表現することで，上述の歌詞と音響信号で印象が異なる楽曲や複雑な時間構造㔜⥺ᙧᅇᖐ

を持つ楽曲印象などを正確に表現することが可能になる．時間的に変化する印象を計算機上で定量的に扱うため，快-不快を表す Valence 軸と興奮-弛緩を表す Arousal 軸からなる

図 1 Russell の V-A 平面

図 2 本稿での処理

Russell の V-A 平面16) を導入し，印象を V-A 平面上の軌跡として表現する．これにより，歌詞・音響印象推定とは入力楽曲の歌詞と音響信号からそれぞれの印象を表現する V-A 平

的にメロ，サビなどと呼ばれる区間）では人間は一定の印象を持つと仮定し，その区間を面上の軌跡を推定する問題となる．

フレーズと定義する．そして，楽曲のフレーズ毎の印象を Russell の V-A 平面16) 上に時
系列順にプロットしたものを印象軌跡とする．V-A 平面は図 1 のように人間の感情状態を歌詞印象軌跡の推定には，印象表現語を事前知識に用いた制約付き確率的潜在意味解析（PLSA:Probabilistic Latent Semantic Analysis

17)）を用いる．通常の PLSA では，推定二次元平面で表現するモデルである．横軸は Valence 軸と呼ばれ快-不快を反映し，縦軸はArousal 軸と呼ばれ興奮-弛緩を反映している．

される文章（歌詞）のトピックが必ずしも印象を表現したものにはならないという問題があったが，本研究では事前知識を用いることでトピックを強制的に V-A 平面にマッピング

2.2 本稿での処理することが可能にする．音響印象軌跡のためには，先行研究の手法12),13) を参考に，重回帰

本研究の処理の概要を図 2 に示す．歌詞と音響信号が既知な入力楽曲に対して，歌詞からは歌詞印象軌跡を，音響信号からは音響印象軌跡をそれぞれ推定する．具体的には，フ分析を用いて音響特徴量と印象の関係を学習する．
評価実験として，推定された二つの印象軌跡を用いて楽曲のクラスタリングを行い，各クレーズに切り分けられた歌詞と音響信号から，歌詞印象と音響印象をそれぞれ V-A 平面上ラスが持つ音響特徴量の比較，各クラスの印象軌跡とソーシャルタグの比較を行った．歌詞の点として推定し，それぞれの軌跡を歌詞・音響印象軌跡とする．最後に，楽曲全体の印象と音響信号の類似度合いでのクラスタリング結果と各クラスの印象軌跡とソーシャルタグの軌跡を得られた 2 種類の軌跡の組み合わせとして表現する．
歌詞印象軌跡の推定には印象表現語を事前知識として用いた制約付き PLSA17) を用いる．

比較から，提案法により適切な印象軌跡が推定でき，楽曲印象の時間構造が表現できる事が

PLSA は，学習データとして用意された文書（歌詞）中の単語の共起関係を元に，文書の持確認できた．

つ潜在的なトピックを推定可能な確率的生成モデルである．単語の共起関係に基づいている

2. 歌詞と音響特徴量を用いた楽曲印象軌跡推定法

ため，教師ラベルを用意することなく大量の学習データを使用できるため，自然言語処理の分野で広く用いられている18),19) ．通常の PLSA では推定されるトピックが必ずしも印象

本研究の目的は，楽曲印象の時間的な変化を推定することである．歌詞が既知の音楽音響信号を入力とし，その楽曲の印象の時間変化を表す軌跡を出力する．原理的には歌詞が含を反映しないという問題があったが，本研究では印象表現語を事前知識として用いた MAP

まれる限りあらゆるジャンルの音楽に対して適用可能であるが，本稿の評価実験ではポピュ推定によりトピックが印象を表すように制約することで，この問題を解決した．

ラー音楽を使用した．

音響印象軌跡の推定には，説明変数をフレーズの音響特徴量，目標変数を楽曲のフレーズ

2.1 印象軌跡の定量化が持つ V-A 平面上の座標とした重線形回帰分析を用いる．これにより，音響特徴量を入力

印象軌跡推定に先立ち，印象軌跡の定量化を行う．まず楽曲の音楽的なまとまり（一般とし，その音響特徴量が表す印象を V-A 平面上の点として推定することができる．事前に，

2

c 2011 Information Processing Society of Japan

Vol.2011-MUS-91 No.7
2011/7/28

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report

3.2 モデルパラメータの MAP 推定
歌詞印象軌跡推定のためには，潜在変数 z に歌詞印象を表現させる必要があるが，通常の PLSA は文書と単語の共起確率のみに注目して文書のトピックや単語の潜在的意味を推定する手法であり，潜在変数が必ずしも印象を表現するとは限らない．そのため，本研究ではあらかじめ V-A 平面上の座標が求められている印象表現語（happy，sad など）を事前
図3

知識として使用しモデルパラメータを MAP 推定することにより，各潜在変数に V-A 平面

PLSA のグラフィカルモデル

上の各象限を表現させるように制約をかける．
まず，潜在変数 z を以下のように定義する．

z ∈ {V+A+, V+A−, V−A+, V−A−}

楽曲のフレーズとその印象を表す V-A 平面上の座標のペアからなる学習データを人手で用意し，各フレーズの音響信号から抽出された音響特徴量と対応する V-A 平面上の座標の関すなわち，潜在変数 z の取り得る値に V-A 平面上の各象限を割り当てる．モデルパラメー

係を重線形回帰分析で分析する．実行時には，得られた重線形回帰分析パラメータを用いてタの事前分布を，共役事前分布を用いて以下のように定義する．

∏∏

入力楽曲の各フレーズの音響信号から 1 つの V-A 平面座標を計算し，それらの楽曲全体での軌跡を音響印象軌跡とする．以下，3 章では歌詞印象軌跡推定手法，4 章では音響印象軌

w

跡推定手法を詳しく説明する．

P (w|z)αw,z −1z

印象表現語の P (w|z) が持つ αw,z に適切な値を与え，P (w|z) の推定値を大きくする．これにより，z に V-A 平面上の各象限を表現させる事ができる．例えば z1 = V+A+ であれ

3. 歌詞印象軌跡推定ば，V-A 平面上で V+A+ 象限に位置する happy，glad などに対して αw,z1 を与える．

歌詞の各フレーズが持つ単語の V-A 平面座標を推定してフレーズ毎の V-A 平面座標を事前知識には ANEW20) と WordNet21) を用いる．ANEW は英単語 1034 単語について求め，各座標を V-A 平面に順にプロットすれば歌詞印象軌跡が得られる．単語の V-A 平面

V-A 平面上の座標を調査したデータであり，WordNet は同義語の集合を 1 ノードとして各座標の推定には，事前知識を用いた MAP 推定による PLSA

17)を用いる．なお，本手法をノードの関係（下位語，上位語，対義語，類義語など）をグラフにまとめたシソーラスであ用いる前に歌詞をフレーズ毎に分割しておく必要がある．

る．αw,z の設定は以下のように行う．

3.1 確率的潜在意味解析(1)

歌詞印象軌跡推定には PLSA を用いる．PLSA は文書のトピックによるクラスタリン

WordNet を用いて ANEW の同義語と類義語を探索し，ANEW を 1034 単語から9757 単語に拡張する．

グや単語の潜在的意味抽出などに用いられる確率的生成モデルである．PLSA において，(2)

ANEW が存在する V-A 平面象限に対応する αw,z を設定する．αw,z の値は，ANEW

文書と単語の共起確率は文書のトピックを表現する潜在変数を導入した生成モデルで表現が原点にあれば 1，それ以外の場合は原点との距離に応じて値を大きくする． αw,zされる（図 3）．文書 d から潜在変数として文書のトピック z が観測され，z から文書中の最大値は 1.01 とする．この値は，予備実験により ANEW の V-A 平面座標が最もの単語 w が観測されるモデルを仮定し，d と w の共起確率を以下のように定義して EM

正確に推定できるよう定めた．

（Expectation-Maximization）アルゴリズムによりモデルパラメータを推定する．

P (d, w) = P (d)∑P (z|d)P (w|z) =z∑

各フレーズの V-A 平面上の座標は，P (z|w) を用いて求めた各単語の V-A 空間座標を合計，正規化して求める．具体的には以下の式で求める．

P (z)P (d|z)P (w|z)

1 ∑((P (V+A+|wk ) + P (V+A−|wk )) − (P (V−A+|wk ) + P (V−A−|wk )))
K
K

z

V =

P (w|z) は各トピックから各単語が観測される確率であり，P (w|z) が高い単語で z が表現

k=1

するトピックが決定される．

3

c 2011 Information Processing Society of Japan

Vol.2011-MUS-91 No.7
2011/7/28

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report
表1

1 ∑
A=
((P (V+A+|wk ) + P (V−A+|wk )) − (P (V+A−|wk ) + P (V−A−|wk )))K
K

フレーズから抽出する音響特徴量．これらの平均と分散からなる 142 次元のベクトルを，主成分分析により22 次元に圧縮．

k=1

音響特徴量
周波数スペクトル形状特徴

K は各フレーズに含まれる単語数である．また，P (z|w) は P (w|z)，P (z)，P (w) から計算可能である．最後に各フレーズの座標を V-A 平面上にプロットして，歌詞印象軌跡が得

メル周波数ケプストラム係数(MFCC)
クロマベクトル

られる．

4. 音響印象軌跡推定

線スペクトル対重線形回帰分析を用いて，音響信号から印象軌跡を V-A 平面座標の軌跡として推定する．
まず，音響信号と対応する V-A 平面座標からなる学習データを用意し，音響信号から抽出

ゼロクロッシング

概要
スペクトル重心，スペクトルフラックス，スペクトルローフオフ，
スペクトルフラットネスの 27 次元からなる．
スペクトル包絡を表現する特徴量．音声認識や音楽音響信号のモデル化に使用される24) ．本研究では 13 次元を使用する．
12 音名の各音名（ピッチクラス）の周波数のパワーを複数のオク
ターブに渡って加算した 12 次元の特徴量25) ．
線形予測係数と等価な周波数領域の係数で音声符号化で用いられる．
本研究では 18 次元を使用する．
音響信号の時間波形がゼロを通過する回数を表す 1 次元の特徴量．

された音響特徴量と V-A 平面座標との関係を学習する．その後，入力楽曲の音響特徴量か
表2

ら各フレーズの V-A 平面座標を推定し，各座標を V-A 平面にプロットすれば音響印象軌跡

音響特徴量主成分の各クラス内での平均と分散，寄与率，および寄与した音響特徴量．

が得られる．
寄与率

4.1 学習データ収集寄与する特徴量

学習データとして，各フレーズの V-A 平面座標とフレーズ切り替わり時刻を準備する必要がある．そのため，図 4 のようなグラフィカルユーザーインタフェースを開発した．こ第 1 主成分

第 2 主成分48.5%
スペクトル重心分散
MFCC 平均線スペクトル対平均

10.6%
クロマベクトル分散
線スペクトル対分散

第 3 主成分8.06%
クロマベクトル分散
クロマベクトル平均
線スペクトル対分散のインタフェースは，Kim らが開発した時間変化する楽曲印象データを取得する為のイン
タラクティブゲーム22) を参考に作成した．インタフェースのデザインには V-A 平面が反映

MARSYAS23) を用いて抽出した．このベクトルの各次元を平均が 0，分散が 1 となるようされており，横軸が Valence 軸（快-不快），縦軸が Arousal 軸（興奮-弛緩）を表す．ユー

正規化し，主成分分析により累積寄与率 90%で 22 次元まで次元圧縮を行う．この 22 次元

ザは楽曲を聴取し，印象が切り替わったと判断した時点でインタフェースをクリックし，各ベクトルをフレーズの特徴量とする．

フレーズの V-A 平面座標と楽曲中でフレーズが切り替わる時刻を記録する．記録した結果

表 2 に，圧縮後の寄与率が 8%以上の主成分と，それぞれに寄与する音響特徴量を示す．

は行列の形で保存され，行列の各行にはフレーズ切り替わり時刻とフレーズの V-A 平面座寄与する特徴量は，各主成分軸の絶対値の上位 5 つに含まれている特徴量を選択した．表 2

標が格納される．

より，寄与率が高い特徴量にはクロマベクトル，MFCC，線スペクトル対，スペクトル重4.2 音響特徴量設計

心が寄与している事がわかる．

4.3 重線形回帰分析

本研究では，複数の音響特徴量から主成分分析を用いて有意な特徴量を選択し，入力する
音響特徴量を設計する．これは，多岐に渡る音響特徴量が楽曲印象推定に用いられており，

説明変数は各フレーズの音響特徴量，目標変数は各フレーズの V-A 平面座標として多項

3)

複数の特徴量を用いると印象推定精度が向上するという知見に基づく ．

式基底を用いた重線形回帰分析を行い，音響特徴量から各フレーズの V-A 平面座標を推定

まず従来の楽曲印象推定手法9)–13) にならい，楽曲印象推定で頻繁に用いられる各フレー

する．回帰式は以下のとおりである．

ズの音響特徴量を抽出する．表 1 に抽出した特徴量と概要を示す．これらの特徴量を幅 32ms∑∑

M −1 22V =のフレームを使用しオーバーラップなしで抽出し，それらのフレーズ内平均と分散を 142

i=0 j=1次元のベクトルとする．特徴量は 16kHz にダウンサンプリングしたモノラル音響信号から

4∑∑

M −1 22vij (xj )i , A =aij (xj )i

i=0 j=1

c 2011 Information Processing Society of Japan

Vol.2011-MUS-91 No.7
2011/7/28

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report㌶㊧ᖹᆒarousalソーシャルタグをウェブ上から収集し，印象軌跡とタグの間に矛盾が見られない事を確認することで，提案法により適切な印象軌跡が推定出来ることを確かめる．

5.1 実 験 概 要
データセットとして，“The Beatles” の楽曲 175 曲を使用する．これらの楽曲は音響信号
valence㌶㊧ศᩓと歌詞が既知であり，また和音系列正解データなどが公開されている楽曲である26) ．MIR
研究分野で広く用いられているため採用した．実験は，leave-one-out 法を用いて行う．具
体的には，ある楽曲の印象軌跡を推定する際には，残りの 174 曲を使用して歌詞，音響印ࣇ࣮ࣞࢬᗙᶆኚ໬್
図 4 各フレーズの V-A 平面座標取得用 GUI．横軸は Valence 軸，縦軸は Arousal 軸を反映している．

象軌跡推定法のモデルを学習する．この操作を全 175 曲に対して行うことで，すべての楽曲に対して歌詞，音響印象軌跡を推定できる．

ࣇ࣮ࣞࢬ࣮ࣘࢡࣜࢵࢻ㊥㞳:ḷモ༳㇟㌶㊧

まず，対象楽曲に対して学習データを準備する．全曲について歌詞を読みながら音響信㡢㡪ಙྕ༳㇟㌶㊧号を聞き歌詞をフレーズ毎に分割し，4.1 節で述べたグラフィカルユーザインタフェースを

図 5 印象軌跡特徴

用いてフレーズ切り替わり時刻と各フレーズの音響信号の印象を表す V-A 平面座標をアノ
表 3 定義した印象軌跡特徴の詳細

印象軌跡特徴軌跡平均軌跡分散軌跡ユークリッド距離
フレーズ座標変化値分散

テーションする．以上の準備は，一貫性を保つために本論文の主著者一人が実施した．

詳細
軌跡内の全フレーズ座標の平均．
軌跡内の全フレーズ座標の共分散．
歌詞 V-A 平面座標と音響信号 V-A 平面座標のユークリッド距離（フレーズユークリッド距離）の軌跡内での合計．
軌跡内でのフレーズ座標変化値の分散．

さらに，対象楽曲を特徴付けるソーシャルタグを，ウェブ上から収集する．ソーシャルタ
グはウェブ上で不特定多数の人間が楽曲データ（印象，作曲者，ジャンルなど）に応じて楽曲にタグ付けするものであり，楽曲印象が反映されやすい．そのため，楽曲印象推定研究でも頻繁に用いられている27),28) ．ソーシャルタグはソーシャルネットワーキングサービ
ス last.fm （http://www.last.fm/）上で 5 回以上タグ付けされている形容詞のみを収集する．これは，印象表現語のほとんどが形容詞であるためである．

5.2 階層的クラスタリング

xj は 22 次元の特徴量ベクトルの j 番目の要素，vij ，aij は重線形回帰分析のパラメータ，
M はパラメータ数である．基底関数のパラメータ数 M は予備実験により最も予測誤差が小クラスタリングにはウォード法による階層的クラスタリング手法を用いる．楽曲印象時間

さくなる 3 を選択した．学習データより推定したパラメータ vij ，aij を用いて，入力楽曲構造の複雑度で分類されているかの判断は，各クラス内楽曲の音響特徴量の比較で行う．

の各フレーズの音響信号から V-A 平面座標を求める．そして，推定した各フレーズの V-A

クラスタリングのための特徴量として，歌詞印象軌跡と音響印象軌跡から図 5，表 3 に示

平面座標の楽曲全体での軌跡として音響印象軌跡が得る．

す特徴量を使用する．これらの特徴量は，印象軌跡の 4.2 節の音響特徴量と区別するため，
本稿では印象軌跡特徴量と呼ぶ．この印象軌跡特徴量を用いてウォード法を用いた階層的ク

5. 評 価 実 験ラスタリングを行う．

5.3 各クラスが持つ音響特徴量の比較

本稿で開発した歌詞と音響信号の印象軌跡推定手法の妥当性を評価するため，評価実験を行う．具体的には，まず評価用楽曲群から推定した印象軌跡を軌跡の類似度に基づきクラス

クラスタリングで得られた各クラスの音響特徴量の分散を比較する．楽曲印象の時間構造

タリングすることで，歌詞・音響印象軌跡の形状と配置場所に基づいて楽曲をクラス分けすが複雑な曲（すなわち印象軌跡の分散が大きいことが期待される曲）では，フレーズ毎に音る．そして，各クラスの音響特徴量の分散を比較して異なる傾向が見られる事を確かめる事

響信号が大きく変化していると考えられる．そのため，各クラスの個々の楽曲が持つ音響特で，印象軌跡が楽曲印象の時間変化構造を表現できる事を確認する．また，楽曲を表現する

徴量の分散を比較して分散の大小で楽曲が分類されている事を確認する事で，印象軌跡が楽5

c 2011 Information Processing Society of Japan

Vol.2011-MUS-91 No.7
2011/7/28

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report

表 4 各クラスの音響特徴量の分散のクラス内平均．

クラス 1
クラス 2
クラス 3
クラス 4
クラス 5

᭤

㊥㞳

᭤

᭤

᭤

᭤

᭤

᭤

第 1 主成分
12.47
9.62
9.04
12.81
10.69

第 2 主成分
2.96
2.01
0.60
1.61
3.14

第 3 主成分
2.42
1.95
1.39
1.13
2.24

クラス 3 では第 1，第 2 主成分の分散が最小，第 3 主成分の分散が 2 番目に小さい．以上

ࢡࣛࢫ

ࢡࣛࢫ

ࢡࣛࢫ

ࢡࣛࢫ

より，クラス 1 は楽曲印象の時間構造が複雑なクラス，クラス 3 は楽曲印象の時間構造がࢡࣛࢫ

単純なクラスとして分類された事が予想される．

᭤
図6

5.5.3 各クラスのソーシャルタグと印象軌跡の比較結果

階層的クラスタリング結果

表 5 に各クラス内で複数の曲にタグ付けされているソーシャルタグを示す．なお，表 5 の右端の列には実験に用いた楽曲全体で登場曲数が最も多いタグの上位 5 位を示す．
「classic，

曲印象時間構造を表現可能かを検証できる．

5.4 各クラスのソーシャルタグと印象軌跡の比較

psychedelic，beautiful，happy，mellow」は実験に用いた楽曲全体に広く付与されているクラスタリングで得られたクラスの楽曲が共有するソーシャルタグと印象軌跡を比較す

ので，実験データ全体の傾向であると判断できる．そのため，これらのソーシャルタグは無る．ソーシャルタグはウェブ上で不特定多数の人間が楽曲データ（印象，作曲者，ジャンル視した．図 7 は，各クラス内楽曲の印象軌跡の分布とソーシャルタグが表現する印象を表現など）に応じて楽曲にタグ付けするものである．ソーシャルタグを用いた楽曲印象推定研する V-A 平面座標をプロットしたものである．ソーシャルタグの V-A 平面座標は ANEW，究27),28) も行われており，ソーシャルタグには楽曲印象が反映されやすい．そのため，ソー

WordNet より求めた．ソーシャルタグが ANEW 内に含まれている場合は ANEW の V-A

シャルタグの印象を表現する V-A 平面座標と推定された印象軌跡の距離を確認する事で，平面座標を用いた．タグが ANEW に含まれていない場合は WordNet で ANEW に含まれ印象軌跡の妥当性が検証できる．

る類義語を探索し，ANEW が見つかった場合はその V-A 平面座標を用いた．ANEW に含

5.5 結

果

まれる類義語が見つからない場合は，そのソーシャルタグは無視した．

5.5.1 クラスタリング結果

クラス 1 では V-A 平面にマッピングした 6 個のソーシャルタグのうち，「melancholic，

図 6 は階層的クラスタリングで楽曲をクラスタリングしたデンドログラムである．横軸

relaxed」は印象軌跡分布から遠いものの，「sweet，loved，romantic，cute」が印象軌跡分

は実験に用いた全楽曲，縦軸は印象軌跡特徴の距離である．クラスタ間距離の最大値の 0.7

布に近い．つまり，半分以上のタグが表す印象が印象軌跡の表現する印象と合致したと言え倍をスレッショルドとして色分けを行った．デンドログラムは 8 色に色分けされているが，る．その他，クラス 3 から 5 でも，半数以上のソーシャルタグの表す印象が，音響信号ま

赤，紫，青の楽曲は他の色が付けられている楽曲群の半数以下しか存在しない．よって，印たは歌詞印象軌跡分布と合致している．一方，クラス 2 では 4 個のソーシャルタグのうち，象軌跡を用いたクラスタリングによって主要な 5 個のクラスが得られると判断する．

「sweet」のみが印象軌跡分布に近く，その他のソーシャルタグは推定された印象軌跡分布と5.5.2 各クラス音響特徴量の分散の比較結果合致しなかった．以上より 5 クラス中 4 のクラスで，過半数のソーシャルタグの表現するフレーズ音響特徴量の楽曲内分散を計算し，各クラス内で平均したものを表 4 に示す．比

印象が印象軌跡と合致した．この結果より，本手法で適切な印象軌跡が推定されたと考えら較した特徴量は，4.2 節で示した寄与率 8%以上の主成分である．表 4 より，クラス 1 ではれる．

第 1 主成分の分散が 2 番目に大きく，第 2，第 3 主成分では分散が最大となっている．また

また，各クラスの音響信号および歌詞印象軌跡分布の位置を観察すると，クラス 1 と 2 で

6

c 2011 Information Processing Society of Japan

Vol.2011-MUS-91 No.7
2011/7/28

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report
表 5 各クラスが共有しているソーシャルタグ．タグは last.fm 上で収集した．右端の列はタグ付けされている曲数が多いタグの上位 5 位．
クラス 1

クラス 2

クラス 3

クラス 4

クラス 5

top 5 tags

sweetexperimental
amazing
relaxedchill
catchyloved
romantic
trippymelancholic
cool
cute

melancholicsadlovelytrippyromanticsweet

melancholic
relaxedfunnyromantic
chill
sweet
lovelycuteromantic
sad
sweet
chill
trippyromantic
experimental
melancholicclassic
psychedelic
beautifulhappymellow

6. お わ り に
本稿では歌詞と音響信号を用いた歌詞・音響印象軌跡推定手法を提案した．楽曲印象を印象軌跡としてとらえることで，歌詞と音響信号の印象の類似度合いや楽曲印象の時間的構造が表現できる．評価実験として推定された印象軌跡を用いたクラスタリング結果の音響特徴
量を比較し，楽曲印象の時間構造の複雑さで楽曲が分類可能である事が確認された．また，各クラスの印象軌跡分布とソーシャルタグの比較から，推定された印象軌跡は適切である事が明らかとなった．今後は推定された印象軌跡の妥当性を検証するための被験者実験，印象
軌跡推定結果と従来手法で推定された楽曲印象推定結果の比較，印象軌跡を用いた音楽情報
処理システムの実装と評価などを行う予定である．

参

ࢡࣛࢫ 

URPDQWLF

ORYHG

ࢡࣛࢫ 

ࢡࣛࢫ 

URPDQWLF

ORYHO\ORYHO\IXQQ\

PHODQFKROLF
PHODQFKROLF

VZHHWPHODQFKROLF

VZHHW
FXWH

VZHHW
UHOD[HG

UHOD[HG
URPDQWLF

URPDQWLF

ࢡࣛࢫ 

ࢡࣛࢫ 

 ࢯ࣮ࢩࣕࣝࢱࢢᗙᶆ
VDG

 㡢㡪༳㇟㌶㊧ศᕸ
VZHHW

文

献

1) James Bergstra, Michael Mandel, and Douglas Eck: Scalable Genre and Tag Prediction with Spectral Covariance, ISMIR2010, pp.507-512, 2010.
2) Cheng Yang: Music Database Retrieval Based on Spectral Similarity,
ISMIR2001,pp.37-38, 2001.
3) Youngmoo E. Kim, Erik M. Schmidt, Raymond Migneco, Brandon G. Morton,
Patrick Richardson, Jeﬀrey Scott, Jacquelin A. Speck, and Douglas Turnbull: Music Emotion Recognition: A State of the Art Review, ISMIR2010, pp.255–266, 2010.
4) Yajie Hu, Xiaoou Chen and Deshun Yang: Lyric-Based Song Emotion Detection
With Aﬀective Lexicon and Fuzzy Clustering Method, ISMIR2009, pp.123-128,
2009.
5) Menno van Zaanen and Pieter Kanters: Automatic Mood Classiﬁcation Using
TF*IDF Based On Lyrics, ISMIR2010, pp.75-80, 2010.
6) Tao Li and Mitsunori Ogihara: Detecting Emotion in Music, ISMIR2003, pp.239–
240, 2003.
7) Janto Skowronek, Martin McKinney and Steven van de Par: A Demonstrator for
Automatic Music Mood Estimation, ISMIR2007, pp.345–346, 2007.
8) Tuomas Eerola, Olivier Lartillot and Petri Toiviainen: Prediction of Multidimensional Emotional Ratings in Music from Audio Using Multivariate Regression Models, ISMIR2009, pp.621-626, 2009.
9) Dan Yang and WonSook Lee: Disambiguating music emotion using software agents,
ISMIR2004,pp.52–58, 2004.
10) Cyril Laurier, Jens Grivolla, and Perfecto Herrera, Multimodal Music Mood Classiﬁcation Using Audio and Lyrics, ICMLA 2010, pp.688–693, 2008.

URPDQWLF

FXWH

考 ḷモ༳㇟㌶㊧ศᕸ
PHODQFKROLF

図 7 各クラスの印象軌跡分布とマッピングしたソーシャルタグ

は歌詞と音響信号の印象軌跡分布が大きく重なっているので，歌詞と音響信号の印象が類似している事が予想される．一方，クラス 3 では歌詞と音響信号の印象軌跡分布が大きく離れており，歌詞と音響信号の印象が異なっている事が予想される．

7

c 2011 Information Processing Society of Japan

Vol.2011-MUS-91 No.7
2011/7/28

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report28) Kerstin Bischoﬀ, Claudiu S. Firan, Wolfgang Nejdl, and Raluca Paiu: How Do
You Feel about ‘Dancing Queen’ ?: Deriving Mood & Theme Annotations from
User Tags, JCDL’09, pp.285–294, 2009.

11) Xiao Hu, J. Stephen Downie, and Andreas F. Ehmann, Lyric Text Mining in Music
Mood Classiﬁcation, ISMIR2009, pp.411-416, 200912) Erik M. Schmidt and Youngmoo E. Kim: Prediction of Time-varying Musical
Mood Distributions from Audio, ISMIR2010, pp.465-470, 2010.
13) Erik M. Schmidt, Douglas Turnbull, and Youngmoo. E. Kim, Feature Selection
for Content-based, Time-varying Musical Emotion Regression, ACM SIGMM MIR
2011, pp.267–274, 2010.
14) 草間かおり, 伊藤貴之: MusCat:楽曲の印象表現に基づいた一覧表示の一手法, 情報処
理学会研究報告, Vol.2009-MUS-81 No.19, 2009.
15) 三好 真人, 柘植 覚, Choge Kipsang Hillary, 尾山 匡浩, 伊藤 桃代, 福見 稔: 音楽検索のための楽曲印象値の自動付与手法, 情報処理学会研究報告, Vol. 2011-MUS-89 No.
23, 2011.
16) James A. Russell: A Ciucumplex Model of Aﬀect, Journal of Personality and Social
Psychology, Vol.39, No.6, pp.1161–1178, 1980.
17) Thomas Hofmann: Probabilistic Latent Semantic Analysis, UAI99, pp.289–296,
1999.
18) Gui-Rong Xue, Wenyuan Dai, Qiang Yang, and Yong Yu: Topic-bridged PLSA for
Cross-domain Text Classiﬁcation, SIGIR ’08, pp.627–634, 2008.
19) Yuya Akita and Tatsuya Kawahara: Language Model Adaptation based on PLSA
of Topics and Speakers, ICSLP2004, pp.602–605, 2004.
20) Margaret M. Bradley and Peter J. Lang: Aﬀective Norms for English Words(ANEW): Instruction Manual and Aﬀective Rating, Technical Report, C-1, The
Center for Research in Psychophysiology, University of Florida, 1999.
21) George A. Miller: WordNet: A Lexical Database for English, Communications of
the ACM, Vol.38, Issue.11, pp.39–41, 1995.
22) Youngmoo E. Kim, Erik M. Schmidt, and Lloyd Emelle: MoodSwings: A Collaborative Game for Music Mood Label Collection, ISMIR2008, pp.231-236, 2008.
23) George Tzanetakis and Perry Cook: MARSYAS: A Framework for Audio Analysis,
Organised Sound, Vol.4, Issue.3, pp.169–175, 2000.
24) Beth Logan: Mel Frequency Cepstral Coeﬃcients for Music Modeling, ISMIR2000,
11p., 2000.
25) Mark A. Bartsch and Gregory H. Wakeﬁeld: To catch a chorus: Usingchroma-based
Representations far Audio Thumbnailing, WASPAA’01, pp.15–18, 2001.
26) Christopher Harte, Mark Sandler, Samer Abdallah, and Emilia Gómez: Symbolic
Representation of Musical Chords: A Proposed Syntax for Text Annotations, ISMIR2005, pp.66–71, 2005.
27) Kerstin Bischoﬀ, Claudiu S. Firan: Music Mood and Theme Classiﬁcation - A
Hybrid Approach, ISMIR2009, pp.657–662, 2009.

8

c 2011 Information Processing Society of Japan