オルフェウス 開発四方山（よもやま）話

四方山話として、本システムを使う上で特に必要はないながら、時々問われる質問に答えています。

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■ 自動作曲システム Orpheus 開発の歴史 (2006.10.01 - )

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■ ドラえもんの「メロディーお玉」

開発者は、もちろん、ドラえもんのことは以前からよく知っていましたが、「メロディーお玉」の話は長らく知りませんでした。 2019年12月28日の「ドラえもん50周年」の特別番組への出演のお話をＮＨＫから頂いて、初めてドラえもんの本（てんとう虫コミックス「ドラえもん」第16巻 pp.119-125）を買って読みました。

読んでみるとOrpheus の原理とあまりにも近いので驚きました。時期的には、Orpheus よりドラえもんの方が30年以上前なのに、原理までそっくりの「ひみつ道具」を考えた藤子・Ｆ・不二雄先生は、すごい未来予測能力をお持ちですね。似ている点を並べてみると、

比較項目	ドラえもん	Orpheus
対象者	ジャイアンはシンガーソングライターを目指していて、「作詞はともかく、曲の方がなかなか作れないのだ。」と言って、悩んでいる。そういう人は多いのではないか？	Orpheus も、作詞はできるが曲を作るのは大変、というユーザを想定して、歌詞さえあれば自動で作曲する技術を開発した。
入力	ドラえもんが取り出した「メロディーお玉」は、マイクからの音声で歌詞入力する。	Orpheus はキーボードから入力するが、開発者（嵯峨山）は長らく音声認識の研究を行っていて、音声認識に関しては数百編の論文があり、これは自動作曲の論文数よりはるかに多いくらいで、「メロディーお玉」のように喋って入力することも技術的には可能だ。（むしろその方が本来の専門。）
作曲の原理	ドラえもんが取り出した「メロディーお玉」は、入力した歌詞に従ってお玉（音符）が自動的に整列するのだが、	Orpheus の作曲原理も、音符の並びをグニャグニャと変化させて、指定された歌詞の抑揚と和声（コード進行）とリズムに最も合うように整列させるのだ。（専門的には、隠れマルコフモデルの確率最大経路をViterbi探索する。）作曲はたいてい1秒以内で終わる。
楽譜出力	ドラえもんが「メロディーお玉」の作曲結果をジャイアンに見せたら、ジャイアンは「知ってるくせに！ おれは楽譜を読めないんだっ！」と怒り出す。	Orpheus も、もともとは自動作曲が目的で、楽譜を出力した。しかし、それではよくわからないという意見があって、音も（おまけで）合成するようにしたのだ。
自動演奏	ドラえもんは、「タイムふろしき」を掛けて急いでお玉をカエルに育て、作曲結果を歌わせる。	Orpheus も、十秒くらいかけて歌声や伴奏音を合成する。これでも人が楽譜を見て実際に歌うより速い。タイムふろしきの効果かな。
作曲条件設定	ジャイアンは気に入って「これでどんな曲でも作れるのか？」と尋ねると、ドラえもんは「ダイヤルを合わせれば、楽しい曲、悲しい曲、勇ましい曲、何でもお好みしだい。」と答える。	Orpheus では、ダイヤルでないが、マウスで作曲条件メニューでいくつかの項目を選択クリックすれば、お好み次第の曲が作れる。
最終目的	ジャイアンは「メロディーお玉」を使って１００曲作り、リサイタルを催すが、	Orpheus も人に歌ってもらう作曲マシンとして作られた。合成音声はあくまで楽譜より分かりやすくするための仮の音源で、決して Orpheus の実力ではないのだ。

本当にそっくりですね。

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■ Orpheus の動作原理解説 (この部分は従来の ver 2.1 の Oprheus 解説を流用。今も基本は変わらない) 解  説 １．言葉と歌詞のイントネーション     この自動作曲システムのキーワードは「言葉のイントネーション」です。イントネーションとは、言葉を読み上げるときの音の上下動のことで、日本語の意味理解に大きな役割を果たしています。たとえば「はし」という単語の読み方を変えると「箸」にも「橋」にも聞こえるように、異なったイントネーションで読みと意味が変わってしまうのです。     言葉のイントネーションと似て、歌のメロディも歌詞についた音の上下動です。つまり、歌詞にメロディをつけることは、同時に歌詞の言葉に改めてイントネーションを付けている、と見ることができます。 もし、歌詞にその言葉本来のイントネーションと異なるメロディをつけるとどうなるでしょうか。「橋」と「箸」の場合、たとえ本来の歌詞が「橋」であっても、「は」から「し」へと下降するメロディで歌えば、聴き手には「箸」と間違って聴こえてしまう可能性があります。     したがって、歌詞の内容を正しく伝える自然なメロディーラインのためには、歌詞のイントネーションの上下に従ってメロディをつくることが重要であると言えます。 ２．オルフェウス メロディー作曲のしくみ     そこでオルフェウスでは、歌詞のイントネーション解析に基づいてメロディを作っています。 キーボードから入力された歌詞のイントネーションを、標準語のデータベースを用いて解析します。次にそのイントネーションの上下に従ったメロディを制作します。     もちろん、音の上下だけでは音楽らしいメロディはつくれません。そこで、メロディーのリズムやコード進行に合う、最もふさわしいメロディを探します。多数考えられる音の並びの候補からもっとも良いメロディを探すことはコンピュータといえども難しく感じられますが、動的計画法というアルゴリズムによりベストスコアのメロディを効率的に探すことができます。

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■ Orpheus 研究発表論文リスト

（済みません、作成中なので、フォーマット統一やリンクはまだ十分でありません。）

• 嵯峨山 茂樹, "自動作曲システムOrpheus," 電子情報通信学会誌 (小特集 創造性・芸術性におけるAIの可能性), 102(3), pp. 214-220, 2019年3月. (試し読み)
• 深山 覚, 中妻 啓, 酒向 慎司, 齋藤 大輔, 西本 卓也, 小野 順貴, 嵯峨山 茂樹, "音楽要素の分解再構成に基づく日本語歌詞からの旋律自動作曲," 情報処理学会論文誌, 54(5), pp. 1-12, 2013年5月. 【2013年6月15日公表分情報処理学会特選論文】
• 嵯峨山 茂樹, 酒向 慎司, 堀 玄, 深山 覚, "確率的手法による歌唱曲の自動作曲(<特集>音楽制作と情報処理の友好関係)," システム/制御/情報 : システム制御情報学会誌, 56(5), pp. 219-225, 2012年5月. [pdf]
• S. Fukayama, K. Nakatsuma, S. Sako, T. Nishimoto, S. Sagayama, "Automatic song composition from the lyrics exploiting prosody of the Japanese language," Proc. 7th Sound and Music Computing Conference (SMC), 299-302. International Conference on Entertainment Computing, pp. 309-310, 2009. [pdf]
• 深山覚, 齋藤大輔, 嵯峨山茂樹, "日本語歌詞からの自動作曲におけるDP経路制約による旋律制御," 情報処理学会全国大会講演論文集, 75th(2), 2.65-2.66-66, 2013年3月.
• 桐淵大貴, 深山覚, 齋藤大輔, 嵯峨山茂樹, "日本語歌詞からの伴奏付き二重唱の自動作曲," 情報処理学会全国大会講演論文集, 75th(2) 2.303-2.304-304, 2013年3月.
• 桐淵大貴, 深山覚, 齋藤大輔, 嵯峨山茂樹, "日本語歌詞からの多重唱の自動作曲," 研究報告音楽情報科学（MUS）, 2013(51), pp. 1-6, 2013年5月.
• 堀玄, 齋藤大輔, 嵯峨山茂樹, "形態素リスト上の経路探索による自動作詞," 計量国語学, 29(3), pp. 104-106, 2013年12月.
• 堀 玄, 齋藤 大輔, 嵯峨山 茂樹, "形態素リスト上の経路探索による自動作詞," 計量国語学 (計量国語学会第五十七回大会報告), 29(3), pp. 104-106, 2013.
• 堀 玄, 嵯峨山 茂樹, "分散的意味表現を利用した自動作詞," JSAI大会論文集, 2017(0), 1N12-1N12, 2017年7月.
• 深山覚, 中妻啓, 米林裕一郎, 酒向慎司, 西本卓也, 小野順貴, 嵯峨山茂樹, "Orpheus: 歌詞の韻律に基づいた自動作曲システム," 情報処理学会研究報告音楽情報科学 (MUS) 2008 (78 (2008-MUS-076)), 179-184.
• 米林裕一郎, 中妻啓, 西本卓也, 嵯峨山茂樹, "Orpheus: 歌詞の韻律を利用した Web ベース自動作曲システム," インタラクション 2008, 27-28. [pdf]
• 中妻啓, 酒向慎司, 小野順貴, 嵯峨山茂樹, "歌詞の韻律を用いた自動作曲," 日本音響学会春季研究発表会講演論文集, pp. 739-740, 2007.
• その他の嵯峨山論文は、researchmap （済みません、自動作曲の論文はこの中のごく一部です。）