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動機
班員全員が
フーリエ変換
音楽好き
を活かせる
数値解析の
歌の上手さ
コーディン
を科学的に
グをしたい
理解する
目的
音声特徴比較システムの
開発
サンプルデータ
の収集及び統計
結果を考察
歌の上手さを科学的に理解
（最終目標）
ボーカルキャンセリング
定義
L=LV+LB
R=RV+RB
LV=RV
ボーカルが中央に定位
していることを利用、
ボーカル音声を除去！
L-R=LV+LB-(RV+RB)
=LV-RV+LB-RB
=LV-LV+LB-RB
=LB-RB
伴奏だけ
取り出せる！
フーリエ変換
フーリエ変換
↓デジタル化
離散フーリエ変換
↓バタフライ演算を組み込む
高速フーリエ変換

f (t )  
（ an cos nωt  bn sin nωt）
n 0
n …cos波の各振幅
a
bn …sin波の各振幅
n…基本周波数1に対する倍音周波数 2～
τはサンプリング間隔Ｎはデータ点数
G( f )  


f (t )e in2πft dt
 in 2πk
N 1 
n


G
   τ f (kτ)  e N
 Nτ k 0 




バタフライ演算
データ点数を2のN乗個とする
→PCの仕様に合わせるため，周期を崩さないため
・データ点数が64個の場合
→ → → → → → → →
→
→
→
→
→
→
←
→
→
←
→
→
→
←
→
→
→
←
←
→
→
→
→
←
→
→
→
→
←
→
→
→
→
→
→
←
→
→
→
→
←
←
←
→
→
←
←
→
→
←
←
←
7
→
→
←
→ ← → ← → ← → ←
←
←
→
5
7
→
→
→
→
3
←
6
←
→
→ → → → → → → →
→
1
←
→
→
←
8
←
←
←
←
4 →
5 → ← → ← → ← → ←
→
←
→
←
→
→
←
→
6
3 →
←
→
→
→
← →
4
2
→
→
→ →
2
→
1
→
8
窓処理
フーリエを利用する大前提は周期性
窓関数…初めと終りが最小，終始２点の中間が最大
→窓処理・・・波形f ( t )に窓関数をかけること
比較アルゴリズム概要
スペクトルを用い
て比較
音階判定
標準偏差、偏差値
を利用
音階変化判定
得点を算出
声量判定
抑揚判定
精度向上のために
フィルタリング
音階判定
録音音声スペクトル
ボーカル音声スペクトル
1200
400
1000
800
300
600
200
400
100
200
0
0
0
1000
2000
3000
音階
取得
4000
5000
6000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
音階
取得
この音は「ド」だ！音程比較この音は「ド」だ！
音程合致！
ｔ秒時のスペクトル
ｔ＋１秒時のスペクトル
1200
1400
1000
1200
１秒
経過
800
600
400
1000
800
600
400
200
200
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
音階
取得
この音は「ド」だ！
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
音階
取得
この音は「ラ」だ！
「ラ」－「ド」は正、このことを利用して… 音程比較！
声量判定
抑揚判定
マイク入力時のパワー
の平均値で比較する手
法
マイク入力時のパワー
の変化の度合いで比較
する手法
1600
1400
1200
1000
800
600
1600
400
1400
200
1200
0
0
60
1000
180
240
変
換
800
600
平均値で比較
120
400
200
0
0
60
120
180
240
-4.0
-3.0
-2.0
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-1.0 0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
結果と考察
Rank Human System
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
test23
test21
test01
test04
test13
test00
test07
test09
test12
test06
test16
test18
test03
test11
test08
test14
test05
test17
test19
test22
test02
test10
test15
test20
test23
test04
test00
test21
test15
test20
test13
test22
test17
test08
test12
test03
test11
test02
test10
test07
test01
test09
test06
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test14
test19
test05
test16
結果
メンバーが採点
システムで採点
比較
考察
原因
解決策
上位、下位ほぼ一致
ボーカル音声を綺麗に消せる曲は高得
点になる傾向がある
中央音源に楽器音が含まれている
ボーカルキャンセリングアルゴリズム
を改善する
比較アルゴリズムを改善する

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