福本研究室（教員：福本誠）

研究紹介：福本研究室では，以下のような研究に取り組んでいます．
ここでは，福本誠や研究室メンバーによる業績のうち，代表的なものを紹介しています．
最近の業績は，研究業績一覧にてご覧になれます．
また，ORCiDのサイトでもご覧になれます．

１．聴取者の生理指標を生かしたリラクセーション音楽の作成

　世の中には多くのリラクセーション音楽，ヒーリングミュージックと呼ばれる音楽があります．しかし，その多くは必ずしも効果を持っているわけではありませんし，効果があるとしても全ての人を安らがせるわけではありません．このことには，音楽と聴取者の相性や経験といった様々な要素が影響していると考えられています．
　本研究室では，このような従来から指摘されている要素ではなく，音楽の要素と聴取者の身体的要素に着目することで，聴取者に合った音楽の作成方法について研究を進めています．例えば，右図に示すような手法により，聴取者の生理的な特徴に基づいたリラクセーション音楽を作成するシステムの構築を試みています．このような研究は非常に難しい課題であり，まだまだわからないことが多いですが，挑戦していきたいと思います．

関連文献
　[1]M. Fukumoto, S. Nomura, M. Sawai, J. Imai, T. Nagashima:
　　Investigation of synchronization between musical beat and heartbeat with Cardio-Music Synchrogram,
　　Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, Vol.1, No.1, pp.146-152 (2010)
　[2]M. Fukumoto, K. Matsuo：
　　Effects of musical tempo on multiple subjective impressions,
　　International Journal of Biometrics, Vol.2, No.2, pp. 124-133 (2010)
　[3]M. Fukumoto, H. Hasegawa, T. Hazama, T. Nagashima:
　　Temporal development of heartbeat interval in transition of sound stimuli inducing different relaxation feelings,
　　Proceedings of International Conference on Biometrics and Kansei Engineering 2009, Cieszyn, Poland, Jun.25-28, pp.84-89 (2009)
　[4]福本誠，岡松恵太，松尾一壽：
　　音楽テンポの変化による楽曲の印象変更手法の検討，
　　電気学会論文誌C, Vol.127, No.11, pp.1953-1954 (2007)
　[5]M. Fukumoto, Y. Hasegawa, H. Tanaka, T. Nagashima:
　　Successive Analysis of Heart Rate Variability in Listening Relaxation Music and Noise,
　　Proceedings of International Symposium on Humanized Systems 2007 (ISHS'07), Muroran, Sep.13-15, pp.123-126 (2007)
　[6]福本誠，田中秀典，長島知正:
　　快・不快な音刺激の聴取による心拍間隔の経時的変化（※優秀発表賞を受賞），
　　第9回感性工学会大会予稿集CD-ROM, B56 (2007)
　[7]M. Fukumoto, T. Nagashima:
　　Novel Approach to Affect Individual Emotion through Personalization of Music,
　　Proceedings of International Symposium on Humanized Systems 2005 (ISHS'05)，Wuhan, Oct.29-30, pp.19-23 (2005)
　

２．音楽の解析と効果の検証

　音楽には，メロディ，ハーモニー，リズムなどの他にも様々な要素があり，それらが組み合わさって一つの楽曲が構成されています．本研究室では，これらの要素の中から聴取者の印象に強い影響を与えるとされる「テンポ」に着目し，演奏データの解析や聴取実験を通じた印象評価やテンポと生理指標の同期状態の観察などを行っています．
　右図は，拍時刻抽出処理の例で，図中(a)のような楽譜とその音響データ（図中(b)）があるとき，音響データを短時間のスライディングウィンドウで連続的に周波数解析してやると，拍の時刻と思われる箇所において，(c)のように時間推移に対して周波数の分布が変化していることがわかります．このような情報処理技術を土台に，音楽のテンポの解析を行っており，現在は特にプロの演奏とアマの演奏において，どのようなテンポの違いがあるか，また，それを聴いたときに聴取者はどのように感じるのかを調べています．

関連文献
　[1]長谷川雄一，福本誠：
　　WAVEとMP3が及ぼす心理的・生理的影響の比較，
　　電子情報通信学会九州支部学生会講演会論文集CD-ROM, D2-16 (2007)
　[2]M. Fukumoto，K. Okamatsu，K. Matsuo，and T. Nagashima:
　　Comparison of Piano Performances between Professional and Amateur: Analysis of Tempo Fluctuation and Subjective Evaluation,
　　The Journal of Three Dimensional Images, Vol.21, No.2, pp.117-122 (2007)
　[3]岡松恵太，福本誠，松尾一壽：
　　ヒーリングミュージックのテンポと癒し効果　-ヒーリングミュージックの音響的特徴により作成された単音による心理評価-，
　　日本感性工学会研究論文集，Vol.7, No.2, pp.237-242 (2007)
　[4]福本誠，楠芳之，長島知正：
　　音楽のテンポと心拍の同期現象　-Synchrogramによる同期状態の検出とリラクセーション効果への影響-，
　　感性工学研究論文集, Vol.4, No.2, pp.17-24 (2004)
　[5]Y. Kusunoki，M. Fukumoto，T. Nagashima:
　　A Statistical Method of Detecting Synchronization for Cardio-Music Synchrogram,
　　IEICE Transactions，Fundamentals, Vol.E86-A, No.9, pp.2241-2247 (2003)

３．対話型自動作曲アプリケーションや香りの最適化技術の開発

　コンピュータに作曲させる自動作曲に関する研究は，意外に古くから行われています．本研究室では，感性工学の観点から，新しい切り口で自動作曲を行うアプリケーションの開発を行っています．
　例えば，「明るい曲」などの感性語の入力を反映して作曲を行うシステムや，「好みの曲」「今の気分に合った曲」などの，ユーザの微妙なニュアンスの要求に応えられる楽曲を作成できるシステムを目指しています．特に，後者のような，ユーザの言葉として形容しがたい「こんな感じの曲」といった直感的な要求をシステムの側で受け付け，さらにメディアの作成に反映するのは非常に困難な技術といえます．
　このようなシステムを実現する具体的な手法として，IEC（Interactive Evolutionary Computing：対話型進化計算）を用い，ユーザのニーズを反映する対話型のシステムの構築を考えています．
　また，楽曲だけでなく，IECによるユーザの感性や好みに合う香りを生成する技術の開発にも取り組んでいます．

関連文献
　[1]M. Fukumoto:
　　An Efficiency of Interactive Differential Evolution for Optimization of Warning Sound with Reflecting Individual Preference,
　　IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, Vol.10, Issue S1, pp.S77?S82, (2015)
　[2]古賀慎平，福本誠:
　　ユーザによる遺伝子操作を伴う対話型遺伝的アルゴリズムを用いたメロディ生成,
　　電気学会論文誌C, Vol.135, No.10, pp.1255-1261 (2015)
　[3]M. Fukumoto, S. Nakashima, S. Ogawa, J. Imai:
　　An Extended Interactive Evolutionary Computation Using Heart Rate Variability as Fitness Value for Composing Music Chord Progression,
　　Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics, Vol.15, No.9, pp.1329-1336 (2011)
　[4]小川信太朗，福本誠:
　　対話型遺伝的アルゴリズムを用いた多様なサイン音生成手法の提案,
　　電気学会論文誌C, Vol.131, No.3, pp.698-699 (2011)
　[5]M. Fukumoto, M. Inoue, J. Imai:
　　User's Favorite Scent Design Using Paired Comparison-based Interactive Evolutionary Computation,
　　Proceedings of IEEE CEC2010, pp.4519-4524 (2010)
　[6]M. Fukumoto, J. Imai:
　　Design of Scents Suited with User's Kansei using Interactive Evolutionary Computation,
　　Proceedings of International Conference on Kansei Engineering and Emotion Research 2010, Paris, France, Mar. 2-4, pp.1016-1022 (2010)
　[7]挾間貴史，福本誠:
　　生理指標と主観評価に基づく進化計算手法の提案,
　　電気学会論文誌C, Vol.129, No.4, pp.764-765 (2009)
　[8]M. Fukumoto, J. Imai:
　　Evolutionary Computation System for Musical Composition Using Listener’s Heartbeat Information,
　　IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, Vol.3, No.6, pp.629-631 (2008)
　　

４．メディアが及ぼす人間への影響の調査とその応用
　音・音楽以外のメディアと感性にまつわる情報処理に関する研究を行っています．

関連文献
　[1]M. FUKUMOTO, Hiroki KURODA:
　　A FUNDAMENTAL STUDY ON THE EFFECT OF COMBINATION OF FRAGRANCE AND COLOR,
　　Kansei Engineering International Journal, Vol.11, No.4, in print (2012)
　[2]Tomomasa Nagashima, Hidenori Tanaka, Jun-ichi Imai and Makoto Fukumoto：
　　Non-contact Acquisition Method for Deep KANSEI Information through Facial Image，
　　Proceedings of 2006 International Symposium on Humanized Systems, pp.150-153, Oct. 16-19 (2006)
　[3]今井順一，福本誠，金子正秀，長島知正：
　　顔面の肌色解析による交感神経系活性度の非侵襲的評価，
　　電子情報通信学会論文誌D, Vol.J89-D, No.8, pp.1869-1876 (2006)
　[4]安田敏和，福本誠，長島知正：
　　音楽と動画像によるマルチモーダル技術 -テンポを同期させた場合-，
　　第38回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集，pp. 157-158 (2006)
　[5]大前友也，福本誠，菅野和之，長島知正：
　　ビデオ視聴による笑いと心拍数の変化に関する基礎的研究，
　　第38回計測自動制御学会北海道支部学術講演会論文集 pp. 31-32 (2006)

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