music1 - 筑波大学図書館情報メディア系｜図書館情報メディア研究科

音楽・音響情報処理
（GC51101）
平賀譲
（情報メディア創成学類）
7B214（学類長室）、7D209 研究室
[email protected]
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授業の進め方（１）
• 講義中心だが、実習的内容・課題も含む予定
• 情報メディア実験 A（春学期：寺澤・松原・平賀）履
修者は内容的に一部重複する
• 授業 Web ページ
http://www.slis.tsukuba.ac.jp/~hiraga/music/
連絡・資料等はこちらに掲載していく
• また manaba も利用していく（資料公開はこちらに移
動するかもしれない。）
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授業の進め方（２）
• 評価
•
•
•
•
レポートを何回か課す（実習・プログラミング課題も含む）
期末試験を実施する
毎回出席をとる
成績評価はこれらの総合評価による
• 授業日程
• 10月
• 11月
• 12月
• 12月
（秋学期 AB）
2, 9, 16, 23, 30日
13, 20日 ※ 11/6 学園祭、27 推薦入試
4, 11, 18日
25 日（期末試験）
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教科書・参考書・授業資料
• 特定の教科書は指定しない
• 参考書等については随時紹介し、必要に応じて抜
粋を配布する
• 授業の PPT 資料、補足資料、データ等については
授業ページ／manaba からアクセス・ダウンロードで
きるように公開する。これらの資料類は、原則とし
てコピーは配布しない
• レポート課題等の重要事項、またオンライン公開で
きない資料については全員にコピーを配布する
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履修上の要件・前提
• 原則として3年次以上（創成学類・専門科目）
• GC23101「信号とシステム」（田中先生）、
GC23601「音楽・音響基礎」（寺澤先生）
あるいはそれらに相当する科目を履修していること
が望ましい（必須条件ではないが）
• 数学（解析、線形代数・複素数、確率・統計）につい
ての基礎知識を有していること（実際には高校の数
III 程度でも間に合う）
• 音楽についての最小限の知識は前提とする。高度な
知識は必ずしも求めないが、あるほうが望ましい
• 昨年度までよりは少しステップアップする
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履修登録について
• 履修意志がある場合には、（TWINS期限前でも）早
めに登録する
• 逆に履修意志のない科目は登録しない
• また（TWINS 期限後に）履修放棄するなら、その旨
を担当教員に連絡する
• TWINS に登録ないと manaba にも登録されない
• 科目番号を間違えないこと！
特にコードシェア科目、科目区分が変わるなどして
複数の科目番号のある科目
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授業の概要
• 音楽・音響情報処理について、技術的・理論的な
基礎事項を中心に講義する
• 音楽についての基礎事項
• ファイル・データ形式
• 基本的な処理アルゴリズム・手法
• etc.
• また現在の研究の動向、社会状況などについて、
可能な範囲で紹介する。個々の研究の技術的詳
細には立ち入らない（これについては卒研や大学
院で）
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音楽情報処理のための資源・環境
• 20年ほど前までは、コンピュータで音楽を扱うと
いうのは一部の特殊な層（研究者、音楽制作者）
に限られていた
• 現在では普通の市販パソコンにも Media Player
のようなプレイヤーソフト、ソフトシンセなどが標
準装備され、また iPod 等の携帯機器、ネット配
信など、音楽情報処理は身近になっている
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（続き）
• しかしほとんどの人にとっては、受動的に音楽を
聴くための用途に限定される。
• 現在でも、コンピュータを用いて音楽を能動的に
扱おうという人はそれほど多くはない。
（テキストや画像等の利用者と比較して）
• 参考： Vocaloid 及び関連製品（初音ミク等）
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音楽情報利用環境（１）
• 全学計算機システム（Windows）
• 創成学類実習室（7C202）
• 他学類学生も使える。
• メディアプレイヤー（Windows Media Player 等）
• 「ソフトシンセ」 Microsoft GS Wavetable SW Synth を含む
• ソフト・機材類（カッコ内はライセンス数）
•
•
•
•
•
Matlab(30?) (signal processing toolbox(15) 等も含む）
MAX (15) ←7C202 のみ
Finale(30)
その他（Wavesurfer, Audacity 等）
キーボード類、その他機材帯出手続きは別途案内
• イアホン（ヘッドホン）を各自で用意し、回りに迷惑をか
けないように注意。
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音を「見る」（ピアノ：中央ハ音）
（Matlab）
波形データ
周波数スペクトル
（基本周波数： 261.1 Hz）
時間→
周波数→
←スペクトログラム（ソノグラム）
（上２つを２次元的に組み合わせたもの）
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音を「見る」
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（Wavesurfer）
五線譜作成例（Finale）
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Max （音楽システム）の画面例
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音楽情報利用環境（２）
• 「簡易 MML」
http://www.slis.tsukuba.ac.jp/~hiraga.yuzuru.gf/mml/
• 簡単な楽譜打込み、MIDI データの表示
• Web 上の各種サービス
• 例： ORPHEUS （東大・嵯峨山研）
http://www.orpheus-music.org/v3/
• 歌詞入力・自動作曲・編曲
• その他、多くのサービスがある。
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音楽情報利用環境（３）
• 個人マシンで利用できる無料ソフト、有料ソフト（数万程度）
• メディアプレイヤーソフト
• バンドルソフト：Windows Media Player (Windows)、
QuickTime, iTunes (Mac OS)
• 他にも多数ある（Winamp, RealPlayer 等々）。
• オーディオ再生だけでなく、ビデオ再生機能や、
ライブラリ・プレイリスト作成などの付加機能も備える。
• ソフトシンセ (Software Synthesizer)
• これもバンドルソフトの他に多くの種類がある。
• システムにより音質はかなり異なる。
• しかしハードウェアの最高級品には及ばない。
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音楽情報利用環境（４）
• 無料ソフト
• WaveSurfer：音声・音響データ分析 (KTH)
• Pure Data (Pd): Max 同様の VPL (Puckette)
• MuseScore: 楽譜作成・演奏 (Schweer)
• GNU LilyPond: テキストベースの楽譜作成
• SuperCollider: 音響合成・作曲
• DTM ソフト（有料）
Finale, CuBase, Cakewalk/Sonar, Sibelius, Max,
Singer Song Writer 等々
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関連文献（１）
• 長嶋、橋本、平賀、平田（編）：
「コンピュータと音楽の世界」、
（共立出版、bit 別冊）, 1998. （授業ページも参照）
• 岩波講座「マルチメディア情報学」
４巻：「文字と音の情報処理」
井口・片寄：「音楽情報処理」（第４章）
１０巻：「自己の表現」
片寄：「パフォーマンスのための
マルチメディア利用」（第２章）
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関連文献（２）
• Curtis Roads: The Computer Music Tutorial,
MIT Press (1996)
青柳、小坂、平田、堀内（監訳）：「コンピュータ音楽－
歴史・テクノロジー・アート－」、東京電機大学出版会
(2001)
• Juan G. Roederer: Introduction to the Physics and
Psychophisics of Music, Springer-Verlag (1973)
高野・安藤（訳）：「音楽の科学：音楽の物理学、精神物
理学入門」、音楽之友社 (1981)
• John R. Pierce: The Science of Musical Sound,
Scientific American Books (1983)
村上陽一郎（訳）：「音楽の科学」、日経サイエンス (1989)
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URL（１）
• 授業ページのリンク集
http://www.slis.tsukuba.ac.jp/~hiraga/music/links.shtml
• 情報処理学会・音楽情報科学研究会
http://www.sigmus.jp/
• 「音楽情報処理最前線」の連載記事 (2008-2010)
（若手の研究紹介）
http://www.sigmus.jp/sigmus_dtmm.html
• 音響学会・音楽音響研究会（MA 研）
http://musical-acoustics.org/
• 日本音楽知覚認知学会
http://www.jsmpc.info/
• 情報処理学会（学会誌特集号など）
http://www.ipsj.or.jp/
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URL（２）
• ICMA (International Computer Music Association)
http://www.computermusic.org/
• ISMIR (Int’l Society for Music Information Retrieval)
http://www.ismir.net/
• 最近ではマルチメディア、エンタテインメント等と結び付
いた活動・学会も多い。
• 情報源など（以下は一例に過ぎない）
• Classical Archives （クラシック音楽データベース）
http://www.classicalarchives.com/
• IMSLP (International Music Score Library Project)
クラシック音楽を中心とした楽譜集
http://imslp.org/wiki/メインページ
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文献・URL （電子楽器、シンセサイザ）
• 電子楽器の歴史（旧版）
http://web.archive.org/web/20000816035448/www.ob
solete.com/120_years/
• 新版： http://120years.net/
• シンセサイザ博物館 http://www.synthmuseum.com/
• モーグ： http://moogmusic.com/
• 加藤充美：電子楽器の変遷と音楽音響の研究課題、
bit 別冊「コンピュータと音楽の世界」、2.1 節
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はじめに：音とは？音楽とは？
• 音・音響とはどういう現象か
• 物理現象として
• 心理現象として
• 音は情報として扱えるか
• 記録・保存・変換・加工等はできるか
• 音楽とは何か
• 起源は？役割・目的・存在意義は？
• 音楽は（コミュニケーションの手段だとして）
何を伝えているのか
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音楽情報（現在の目で）
• 各種の情報の形態
文字情報、画像情報、音響情報、音声情報、．．．
• 異なる情報がディジタルデータとして一元的に
表される。
• 音楽・音響情報は他の情報形態に比べてどのよう
な違い・特徴があるか？
• 音楽情報の形態
• 音響情報: アナログ録音、WAV, CDA, MP3, ...
• 記号情報：楽譜、MIDI, MML, ...
• 音楽構造：和声、楽式、．．．
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音を運ぶ、音を蓄える
• 1876 ベル：電話機の発明
• 1877 エジソン：蓄音機（錫箔円筒式）
それ以前は、音そのもの
を保存・再生することは
できなかった
http://www.audio-technica.co.jp/corp/gallery/index2.html
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音の情報
• 音は媒体（空気等）を縦波として伝わる（音波）
⇒ 音は測定可能な物理現象！
• 音波はマイクロフォンなどによって電気信号に変
換される（アナログ信号）
• コンピュータ等のディジタル機器では、アナログ
信号をディジタル信号に変換して利用する。
（A/D 変換：逆の変換は D/A 変換）
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音楽の記号的側面
• 音響信号
連続的であり、記号化・構造化されていない。
• 音楽的に意味のある単位
時間・音高について離散化されたカテゴリに分割される。
⇒ 音符、楽譜
• 高次の構造
それらの単位を組み合わせて関係付けた構造、
抽象的・概念的な構造
⇒ 楽曲の解釈、音楽構造の表現
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音楽とは
• 芸術（アート）である
• パフォーミング（実演）アートである
一過性、参加型、臨場感、一体感
だけどそれだけでなく
• 学問（科学）である
• プラトン → 中世自由七科
• ４科 (quadrivium)：算術、幾何、天文、音楽
• cf. ３科 (trivium)：文法、修辞、論理
• ピタゴラスの音律研究
• 音楽理論（和声、対位法、楽式、．．．）
• 音の研究
（19C Helmholtz: On the Sensation of Tone)
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音楽は技術・ハイテク志向
• 音楽は芸術の中では技術的側面が顕著
• ハードウェア：楽器
• ソフトウェア：作曲／演奏技法
• 例：ピアノ／ハープシコード
• バッハと平均律
• ハンマークラヴィア（ベートーベンの時代）
• 電気・電子的技術、コンピュータも積極的に取り
入れられている。
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コンピュータと音楽の歴史（１）
• コンピュータ以前
• 電子楽器
テルミン (1917)、オンドマルトノ (1928)
• テープ音楽、ミュージックコンクレート
• コンピュータの登場
• 1940年代 ENIAC, Colossus, ...
• 1950年代 von Neumann 方式： EDVAC, ...
• 最初の「コンピュータ作曲」
Hiller & Isaacson: ILLIAC Suite (1957)
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y
テルミンとオンド・マルトノ
y
-2.00
x
竹内正実氏のページ http://www.mandarinelectron.com/theremin/
（http://thereminmasamin.blog12.fc2.com/ ）
原田節氏のページ
http://harady.com/onde/
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コンピュータと音楽の歴史（２）
• アナログシンセサイザ（1950年代～70 年代）
• Moog Synthesizer(1963), Mini Moog (1970)
• 日本のメーカー（1970 年代から）
Roland, Korg, Yamaha, Casio, Kawai, ...
• ディジタル音響合成（1950年代～）
• Music X シリーズ（M. Mathews）
GROOVE system (1970)
• FM 合成方式（J. Chowning, 1973)
ヤマハ DX-7 (1983)
• Fairlight CMI （ディジタルサンプリングベース： 1979）
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コンピュータと音楽の歴史（３）
• コンピュータ音楽関係の研究機関
• CCRMA (Stanford Univ.: 1975)
• IRCAM (Paris: 1976)
• MIDI 規格 (Musical Instrument Digital Interface)
1980 年代（最初の規格制定： 1983）
以後の改訂・拡張を経て、電子楽器・コンピュー
タ音楽の世界標準になる。
• 現在の電子楽器： PCM 音源が主流
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コンピュータと音楽の歴史（４）
• コンピュータでの音楽利用
• 1980 年代までは個別のシステム開発が主流
• 1980 年代以降
• ミュージックコンピュータ（ヤマハ他）
• Macintosh (Apple)
• 現在のコンピュータでは基本的な機能は標準装備
• 音響信号再生・録音
（各種フォーマット：WAV, MP3, ...）
• ソフトシンセ
• ネットワークでの音楽利用
• インターネット
• 携帯電話等、モバイル機器（着メロ、着うた）
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